[发明专利]硝基苯甲醇磺酸酯化合物作为增速剂在光刻胶中的应用、用于制备光刻胶的组合物

说明书

本申请提供硝基苯甲醇磺酸酯化合物作为增速剂在光刻胶中的应用、用于制备光刻胶的组合物，属于半导体材料技术领域。硝基苯甲醇磺酸酯化合物在受热后会分解产生路易斯质子酸，使其能够作为增速剂添加到酚醛树脂‑重氮奈醌型光刻胶和化学放大光刻胶中，提升光刻胶的感光速度，光刻胶的感光能力提升20％以上。在酚醛树脂‑重氮奈醌型光刻胶中，增速剂能够在胶膜底部释放的相对浓度更高的路易斯质子酸，从而弥补了胶膜底部生成的茚酸不足的缺陷，帮助树脂在胶膜底部快速溶解。在化学放大光刻胶中，增速剂和产酸剂协同作用在曝光区域沿着胶膜厚度纵向方向产生良好的路易斯质子酸环境，从而提升光刻胶感光速度和消除图形不垂直等形貌缺陷。

技术领域

本申请涉及半导体材料技术领域，具体而言，涉及一种硝基苯甲醇磺酸酯化合物作为增速剂在光刻胶中的应用、用于制备光刻胶的组合物。

背景技术

光刻胶是光刻工艺中最关键的材料，掩膜版上设计好的图形通过光刻机被投影到光刻胶上，光刻胶受光照和烘烤加热双重作用后发生化学反应，化学反应的结果导致曝光区域和未曝光区域产生溶解度差异，再经过显影液显影后，掩膜版图形就完全地呈现在光刻胶上，而光刻胶图形作为阻挡层，可以实现下一步选择性的刻蚀或离子注入，所以性能优良的光刻胶是将掩膜版图形转移到基底晶圆上的关键所在。

光刻胶优良的性能包括快的感光速度、大的工艺窗口以及优良的耐刻蚀性能。其中感光速度是否足够快从而满足产量的需求，是光刻胶能否用于生产晶圆的重要参数；其次在感光速度足够快的基础上，能够生成形貌优良的图形形貌，也是光刻后下一步继续往晶圆基底上完美转移图形的前提。

光刻胶是针对曝光波长来设计的，G线436nm、H线406nm、I线365nm、KrF 248nm和ArF 193nm等曝光波长都是目前业界主流的曝光光源波长。在光源曝光时，光强在胶膜中的分布是呈纵向梯度分布的，所以光子浓度也是纵向不均匀的，从而导致引发的化学反应也纵向不均匀，通常为了能实现图形底部彻底干净地打开，要用比较高的曝光量，意味着光刻胶感光速度慢，而且曝光量越大，图形顶部和底部的化学环境差异就越大，生产出来的图形形貌非常容易有缺陷，比如沟槽底部有未显影干净情况，如图1图形形貌缺陷(160nm Line/space未彻底打开有粘连情况)，或者是立体图形的侧壁不够垂直底部容易有拖尾现象，如图2图形形貌缺陷(160nm Line/space形貌底部有拖尾情况)。所以如何适当去增加感光速度并且不影响甚至改善图形形貌，是非常重要的。

发明内容

本申请提供了一种硝基苯甲醇磺酸酯化合物作为增速剂在光刻胶中的应用、用于制备光刻胶的组合物，其能够提高酚醛树脂-重氮奈醌型光刻胶和化学放大光刻胶的感光速度。

本申请的实施例是这样实现的：

在第一方面，本申请示例提供了一种硝基苯甲醇磺酸酯化合物作为增速剂在光刻胶中的应用，硝基苯甲醇磺酸酯化合物的结构式如下：

其中，R₁选自氢、卤素、氰基、C_1～20烷基、C_1～20的烷氧基或C_1～20的卤代烷基。

R₂选自氢、卤素、氰基、C_1～20烷基、C_1～20的烷氧基或C_1～20的卤代烷基。

R₃选自氢、卤素、氰基、C_1～20烷基、C_1～20环烷基、C_1～20的烷氧基、C_1～20的卤代烷基、C_1～20稀基或C_1～20酮基。

光刻胶包括酚醛树脂-重氮奈醌型光刻胶和化学放大光刻胶。