[发明专利]一种含双酯结构的光致酸产生剂的光刻胶及其制备方法

说明书

本发明实施例公开了一种含双酯结构的光致酸产生剂的光刻胶及其制备方法，该光刻胶包括以下原料：0.1‑10重量组分的含双酯结构的光致酸产生剂、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。本发明实施例提供的所述的含双酯结构的光致酸产生剂的光刻胶通过添加的含双酯结构的光致酸产生剂使得光刻胶在进行光刻工艺时，光刻胶中的光致酸产生剂可产生有效的可控大体积酸，进而提升光刻胶的分辨率，减小了制作的电路的线宽和粗糙度，提高树脂的黏附性，改善光刻胶的整体性能。

技术领域

本发明涉及光刻胶技术领域，尤其涉及一种含双酯结构的光致酸产生剂的光刻胶及其制备方法。

背景技术

光致抗蚀剂，又称光刻胶，是微电子工业中制作大规模和超大规模集成电路不可或缺的核心材料，因其在国民经济和国防建设中具有战略地位而备受研究者关注。而光致酸产生剂是光刻胶中除成膜树脂外最重要的组分，光致酸产生剂的吸收光谱决定了光刻胶的光谱灵敏度和产生相关活性酸的数量，光致酸产生剂的选择须考虑众多因素，如光源的性质、产酸的量子效率、溶解性、与树脂的相容性、热稳定性、水解稳定性、毒性以及成本等。目前用于光刻胶的光致酸产生剂主要包括：离子型鎓盐(硫鎓盐和碘鎓盐)、非离子型磺酸酯类化合物、有机卤化物和重氮二砜类化合物等，其中芳基硫鎓盐和芳基碘鎓盐应用最为广泛。但是随着制造技术的不断发展，目前光刻胶的中添加的光致酸产生剂已无法满足光刻胶的分辨率和线边粗糙度等性能。

发明内容

本发明实施例提供了一种含双酯结构的光致酸产生剂的光刻胶及其制备方法，通过在光刻胶中添加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，可以有效的改善利用该光刻胶制作的电路的线宽和粗糙度，提高光刻胶的分辨率。

本发明实施例提供了一种含双酯结构的光致酸产生剂的光刻胶，包括以下原料：0.1-10重量组分的含双酯结构的光致酸产生剂、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，所述含双酯结构的光致酸产生剂的具体结构通式为：

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。

优选的，在所述的含双酯结构的光致酸产生剂的光刻胶中，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；

S3、将所述双酯基磺酸盐与含有硫鎓盐阳离子或碘鎓盐阳离子的水溶液中配合生成所述含双酯结构的光致酸产生剂。

更优选的，在所述的含双酯结构的光致酸产生剂的光刻胶中，所述有机溶剂B为甲苯、二氯乙烷或4-二甲氨基吡啶中的一种或多种。

更优选的，在所述的含双酯结构的光致酸产生剂的光刻胶中，所述催化剂为浓硫酸、对甲苯磺酸中的一种或多种。

更优选的，在所述的含双酯结构的光致酸产生剂的光刻胶中，所述醇类有机化合物为饱和醇类有机化合物。

更优选的，在所述的含双酯结构的光致酸产生剂的光刻胶中，S1中酯化反应的温度为50-110℃、S2中反应的温度50-110℃。

更优选的，在所述的含双酯结构的光致酸产生剂的光刻胶中，所述亚硫酸盐为亚硫酸钠或亚硫酸钾。