[发明专利]含酸抑制剂的改性成膜树脂及其制备方法与光刻胶组合物

说明书

本发明公开了一种含酸抑制剂的改性成膜树脂及其制备方法和应用。所述改性成膜树脂由包括成膜树脂单体和酸抑制剂单体聚合而成。所述改性成膜树脂包括成膜功能基团和酸抑制剂功能基团，因此，所述改性成膜树脂既能做主体树脂，还具有酸抑制作用。本发明还提供所述改性成膜树脂的制备方法以及其光刻胶组合物。将所述改性成膜树脂应用于光刻胶组合物时，所述光刻胶组合物所含组分分散均匀，能够保证光刻胶的光刻性能稳定，有效保证并提高了光刻胶分辨率和线宽粗糙度，而且成膜能力好，有效避免了光刻胶膜出现脆裂、剥落等不良现象。

技术领域

本发明属于高分子聚合物技术领域，尤其涉及一种含酸抑制剂的改性成膜树脂及其制备方法与光刻胶组合物。

背景技术

光刻胶的三个重要参数包括分辨率、灵敏度和线宽粗糙度，它们决定了光刻胶在芯片制造时的工艺窗口。随着半导体芯片性能不断提升，集成电路的集成度呈指数型增加，集成电路中的图形不断缩小。为了制作更小尺寸的图形，必须提高光刻胶的上述三个性能指标。根据瑞利方程式，在光刻工艺中使用短波长的光源可以提高光刻胶的分辨率。光刻工艺的光源波长从365nm(I-线)发展到248nm(KrF)、193nm(ArF)、13nm(EUV)。为提高光刻胶的灵敏度，目前主流的KrF、ArF、EUV光刻胶采用了化学放大型光敏树脂。

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酸扩散抑制剂。

酸活性成膜树脂、光敏剂、酸扩散抑制剂是光刻胶配方中的主要成分。现有技术中，胺类分子是控制酸扩散的关键成分之一。目前的光刻胶一般是将酸活性成膜树脂和酸扩散抑制剂等组分进行混合处理。但是在实际应用中发现，一方面，酸抑制剂树脂分子大，活动性小，作用范围交小，在配方调制时较难把握；另一方面，在结构上胺类分子与光刻胶树脂有较大的差异，导致胺类分子不能很均匀地分布于光刻胶膜中，降低了光刻胶的分辨率和线宽粗糙度。因此，为了达到较好的抗刻蚀性能，光刻胶树脂中会使用大量苯环或大体积的非芳香桥环结构。但是这些大量苯环或大体积的非芳香桥环结构容易导致高分子化合物之间的互溶性不匹配，成膜能力差，出现光刻胶膜脆裂、剥落等问题。

因此，如何有效的提高酸扩散抑制剂在光刻胶中的分散均匀和与其他组分之间的相容性以提高光刻胶的光刻性能是为本领域研发人员一直在试图努力解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的所述不足，提供一种含酸抑制剂的改性成膜树脂及其制备方法及其应用，以解决现有酸扩散抑制剂存在的与高分子化合物之间的互溶性不匹配而导致光刻胶成膜能力差，出现光刻胶膜脆裂、剥落等的技术问题。

为了实现所述发明目的，本发明的一方面，提供了一种含酸抑制剂的改性成膜树脂。所述含酸抑制剂的改性成膜树脂由包括成膜树脂单体和酸抑制剂单体聚合而成，其结构通式(I)如下：

其中，所述通式(I)中的n为5-200。

本发明的另一方面，提供了本发明含酸抑制剂的改性成膜树脂的一种制备方法。所述含酸抑制剂的改性成膜树脂的制备方法包括如下步骤：

在保护气氛下，将成膜树脂单体和酸抑制剂单体于反应溶剂中溶解后，加入引发剂溶液进行聚合反应，得到反应物溶液；

向所述反应物溶液中加入沉淀溶剂使得所述反应物溶液的反应物发生沉淀，留沉淀且分离溶液处理，并对沉淀进行纯化处理。

本发明的又一方面，提供了一种光刻胶组合物。所述光刻胶组合物包含本发明含酸抑制剂的改性成膜树脂。

与现有技术相比，本发明具有下列优点：