[发明专利]一种光刻胶组合物及其制备方法

说明书

本发明实施例提供了一种光刻胶组合物及其制备方法，该光刻胶组合物包括以下原料：0.1‑10重量组分的光致酸产生剂、10‑30重量组分的成膜树脂、0.1‑5重量组分的酸扩散抑制剂以及55‑89.8重量组分的有机溶剂A；其中所述光致酸产生剂为含双酯结构的光致酸产生剂，所述酸扩散抑制剂为含有羟基功能单元和碱性功能单元的酸扩散抑制剂。本发明实施例提供的光刻胶组合物在采用含双酯结构的光致酸产生剂的条件下，通过添加含有羟基功能单元和碱性功能单元的酸扩散抑制剂，进一步改善了光刻胶的线宽粗糙度，提高了光刻胶的分辨率，增强了光刻胶的成膜能力。

技术领域

本发明涉及光刻胶技术领域，尤其涉及一种光刻胶组合物及其制备方法。

背景技术

光刻胶(又称光致抗蚀剂)是指通过紫外光、准分子激光、电子束、离子束、X射线等光源的照射或辐射，其溶解度发生变化的耐蚀刻薄膜材料。主要用于集成电路和半导体分立器件的微细加工,同时在平板显示、LED、倒扣封装、磁头及精密传感器等制作过程中也有着广泛的应用。由于光刻胶具有光化学敏感性，可利用其进行光化学反应，将光刻胶涂覆半导体、导体和绝缘体上，经曝光、显影后留下的部分对底层起保护作用，然后采用蚀刻剂进行蚀刻就可将所需要的微细图形从掩模版转移到待加工的衬底上。光刻胶中除了主体树脂和光致产酸剂外，往往还要加入酸扩散抑制剂，其主要作用是在曝光前阻止成膜树脂的溶解，起阻溶作用，曝光后光刻胶中的光产酸剂所产生的酸则催化其脱去酸敏基团，使得酸扩散抑制剂变成极性化合物，进而促进树脂的溶解，从而增大了非曝光区与曝光区的溶解反差，提高抗蚀剂的分辨率。目前，市面上可供光刻胶使用的酸扩散抑制剂仅仅只是在结构中增加一定数量的羟基，以增强其与树脂间的相容性，并未解决如何进一步改善光刻胶的分辨率的技术方案。因此，现有技术还有待改善。

发明内容

本发明实施例提供了一种光刻胶组合物及其制备方法，其中，所述的光刻胶组合物通过在光刻胶中采用有助于产生有效的可控大体积酸的含双酯结构的光致酸产生剂以改善利用该光刻胶制作的电路的线宽和粗糙度，同时在光刻胶中采用含有羟基功能单元和碱性功能单元的酸扩散抑制剂，进一步提高了光刻胶的分辨率。

本发明实施例提供了一种光刻胶组合物，包括以下原料：0.1-10重量组分的光致酸产生剂、10-30重量组分的成膜树脂、0.1-5重量组分的酸扩散抑制剂以及55-89.8重量组分的有机溶剂A；

其中，所述光致酸产生剂为含双酯结构的光致酸产生剂，具体结构通式如下：

其中，R₁、R₂为氢原子数1～40且碳原子数为1～20的烷基、芳基或含硫/氧杂原子的取代基中的一种或多种，Q+为硫鎓盐阳离子或碘鎓盐阳离子；

其中，所述酸扩散抑制剂的具体结构通式为：

其中，通式(2)中R₁、R₂为H或甲基，R₃、R₄为氢原子数1～40且碳原子数为1～20的烷基、芳基或含硫/氧/氮杂原子的取代基中的一种或多种，n为5-200，n_a为烷基、芳基或含硫/氧/氮杂原子的官能结构中的一种或多种，n_b为含有一个或多个醚键、一个或多个酯键的且碳原子数为1～20的碳链，包含n_a和羟基结构的部分为羟基功能单元，包含R₃、R₄和n_b的部分为碱性功能单元。

优选的，在所述的光刻胶组合物中，所述含双酯结构的光致酸产生剂的制备方法为：

S1、将马来酸酐溶解于有机溶剂B后，加入醇类有机化合物以及催化剂，搅拌均匀后升温进行酯化反应，得到丁二酸酯类化合物；

S2、将所述丁二酸酯类化合物与亚硫酸盐在水溶液中混合均匀后升温进行反应，得到双酯基磺酸盐；