[發明專利]用于光刻膠組合物的酸抑制劑、制備方法及光刻膠組合物

在審

• 申請號: 202110559802.6
• 申請日: 2021-05-21
• 公開（公告）號: CN113296360A
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 陳慧;許翔
• 申請（專利權）人: 上海邃鑄科技有限公司
• 主分類號: G03F7/004
• 分類號: G03F7/004
• 代理公司: 上海段和段律師事務所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

本發明公開了一種用于光刻膠組合物的酸抑制劑，其酸度系數pKa值為8?12，所述酸抑制劑的結構中含有氟原子，每摩爾酸抑制劑中含有氟原子的含量小于或等于6摩爾。此外，本發明還公開了一種制備上述的酸抑制劑的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：步驟A：將含有羥基的單體通過聚合反應得到相應的聚合物；步驟B:將步驟A所得的聚合物通過氟化反應得到所述的酸抑制劑。另外，本發明還公開了一種光刻膠組合物。

技術領域

本發明屬于半導體制備技術領域，具體涉及一種含氟的酸抑制劑的制備以及其在光刻膠中的應用。

背景技術

目前的半導體技術中，集成電路的圖形的轉換都是通過光刻技術實現的。目前所使用的光刻技術的光源波長已經從436nm(g線)、365nm(i線)、248nm(KrF線)、193nm(ArF線)發展到了極紫外光源13nm(EUV)。在不斷降低光刻波長的同時，為了進一步提高光刻膠的靈敏度，化學增幅型光刻膠是目前主要使用的光刻膠類型。

對于光刻膠而言，分辨率、靈敏度和線寬粗糙度是其中最為重要的三個指標，他們決定了芯片制造過程中，集成電路的圖形的大小以及制造工藝。為了減小圖形的尺寸以及優化制造工藝，就必須提高這三個最為重要的指標。

對于化學增幅型光刻膠，其通過生成光酸來提高光刻膠的靈敏度，但是光酸產生之后會由于擴散而降低分辨率以及增加線寬粗糙度，因此，在通過控制光酸擴散造成的影響是十分重要的。目前來控制光酸擴散的方式有加入堿性化合物，通過酸堿中和的方法來降低光酸的擴散范圍及濃度，而此類化合物一般稱為酸抑制劑。而目前研究表明，在化學放大型光刻膠曝光之后，控制光酸擴散是提高分辨率和減少線寬粗糙度的重要手段。提高控制光酸擴散能力的途徑之一是利用酸堿中和的原理，使用堿性化合物來減低光酸擴散范圍，這類堿性化合物被稱為酸抑制劑。

酸抑制劑的堿性強弱也影響著光酸擴散的范圍，表征堿性化合物堿性強弱一般用pKa值來表征，因此控制酸抑制劑的pKa值或者說制備具有一定pKa值的酸抑制劑可以提高分辨率和減少線寬粗糙度。

而酸抑制劑在基體樹脂中的分散均勻性也是非常重要的，例如公開號為CN106154747，公開日為2016年11月23日，名稱為“光堿產生劑以及包含其的光致抗蝕劑組合物”的中國專利文獻公開了一種光堿產生劑。在該專利文獻所公開的技術方案中，使用了光酸抑制劑(光堿產生劑)，但是其同基體樹脂結構不同，很難均勻的分散到光刻膠膜中，由于光堿產生劑起到的提高分辨率和降低線寬粗糙度的效果大大折扣。

因此，在不降低光刻膠的性能的同時，獲得合適pKa值的酸抑制劑以及提高酸抑制劑同基體樹脂的相容性是目前主要的課題。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種用于光刻膠組合物的酸抑制劑、制備方法及光刻膠組合物。

為了實現上述目的本發明通過以下幾個方面實現：

第一方面、本發明提出了一種光刻膠組合物，其含有一種酸抑制劑，其為聚合物且其酸度系數pKa值為8-12，所述酸抑制劑結構單元中含有氟原子，每摩爾酸抑制劑結構單元中氟原子含量小于或等于6摩爾。

需要說明的是，酸度系數pKa值是表征化合物結合氫離子能力的指標，其值越小表示其同酸反應的能力越差，而其值越大則表示其同酸反應的能力越強。光刻膠的原理是通過曝光后產生酸而是基體樹脂同酸反應而生成堿溶性樹脂，當酸抑制劑能力過強即pKa值過高時，會使曝光部分基體樹脂溶解性下降，從而降低靈敏度。而當酸抑制劑能力太弱即pKa值過低時，其無法控制光酸的擴散，會使最后形成圖案的線寬粗糙度變大。因此，選擇合適的酸度系數的酸抑制劑是十分重要的。

而本發明就提供了一種酸度系數合適的酸抑制劑，其酸度系數pKa值為8-12，從獲得更高靈敏度和更低線寬粗糙度的角度，其酸度系數pKa值優選為9-11.5之間。