[發明專利]一種ArF光源干法光刻用多鎓鹽型光產酸劑的制備方法

有效

• 申請號: 202110979407.3
• 申請日: 2021-08-25
• 公開（公告）號: CN113816885B
• 公開（公告）日: 2022-12-30
• 發明（設計）人: 方書農;王溯;耿志月;唐晨
• 申請（專利權）人: 上海新陽半導體材料股份有限公司;上海芯刻微材料技術有限責任公司
• 主分類號: C07C381/12
• 分類號: C07C381/12;C07C309/12;C07C303/32;C07C25/18;C07C17/35;G03F7/004
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 王衛彬;陳卓

本發明公開了一種ArF光源干法光刻用多鎓鹽型光產酸劑的制備方法。該制備方法制備得到的鎓鹽具有陰離子和鎓離子，所述陰離子具有式(I)所示的結構，所述鎓離子具有式(A)或式(B)所示的結構，所述鎓離子的個數使所述鎓鹽的電荷保持中性。包含本發明制備方法制備得到的鎓鹽的光刻膠具有更好的分辨率、靈敏度和線寬粗糙度。

技術領域

本發明涉及一種ArF光源干法光刻用多鎓鹽型光產酸劑的制備方法。

背景技術

光刻技術是指利用光刻材料(特指光刻膠)在可見光、紫外線、電子束等作用下的化學敏感性，通過曝光、顯影、刻蝕等工藝過程，將設計在掩膜版上的圖形轉移到襯底上的圖形微細加工技術。光刻材料(特指光刻膠)，又稱光致抗蝕劑，是光刻技術中涉及的最關鍵的功能性化學材料，其主要成分是樹脂、光產酸劑(Photo Acid Generator，PAG)、以及相應的添加劑和溶劑。光產酸劑是一種光敏感的化合物，在光照下分解產生酸，所產生的酸可使酸敏樹脂發生分解或者交聯反應，從而使光照部分與非光照部分在顯影液中溶解反差增大，可以用于圖形微細加工技術領域。

光刻膠的三個重要參數包括分辨率、靈敏度、線寬粗糙度，它們決定了光刻膠在芯片制造時的工藝窗口。隨著半導體芯片性能不斷提升，集成電路的集成度呈指數型增加，集成電路中的圖形不斷縮小。為了制作更小尺寸的圖形，必須提高上述三個光刻膠的性能指標。根據瑞利方程式，在光刻工藝中使用短波長的光源可以提高光刻膠的分辨率。光刻工藝的光源波長從365nm(I-線)發展到248nm(KrF)、193nm(ArF)、13nm(EUV)。為提高光刻膠的靈敏度，目前主流的KrF、ArF、EUV光刻膠采用了化學放大型光敏樹脂。由此，與化學放大型光明樹脂相配套的光產酸劑被廣泛應用在高端光刻膠中。

隨著光刻工藝逐漸發展至193nm干法工藝，工藝復雜程度加大，對光產酸劑提出越來越高的要求。開發能提升光刻膠分辨率、靈敏度、線寬粗糙度的光產酸劑，成為行業亟待解決的問題。

發明內容

針對現有技術中存在的上述問題，本發明旨在提供一種全新的鎓鹽的制備方法，該制備方法制得的鎓鹽可用作光產酸劑，提升了光刻膠的各方面性能，例如分辨率、靈敏度和線寬粗糙度等。

本發明提供了一種鎓鹽的制備方法，其包括以下步驟：在溶劑中，將式(II)所示的化合物與式(A-1)所示的化合物或式(B-1)所示的化合物進行成鹽反應，得到所述鎓鹽；

所述鎓鹽具有陰離子和鎓離子，所述陰離子具有式(I)所示的結構，所述鎓離子具有式(A)或式(B)所示的結構，所述鎓離子的個數使所述鎓鹽的電荷保持中性；

其中，M⁺為Li⁺、Na⁺或K⁺；

Hal^-為F^-、Cl^-、Br^-或I^-；

R¹、R²、R³和R⁴分別獨立地為H或F；

L¹和L²為其中a端與苯環相連；

p和q分別獨立地為0、1、2、3或4；

X為其中

n1、n2和n3分別獨立地為1、2、3、4或5；

m1、m2和m3分別獨立地為0、1、2、3或4；