光致抗蝕劑用光產酸劑的發展趨勢

王瑞(國家知識產權局專利局專利審查協作江蘇中心化學發明審查部， 江蘇 蘇州 215000)

光致抗蝕劑用光產酸劑的發展趨勢

王瑞(國家知識產權局專利局專利審查協作江蘇中心化學發明審查部， 江蘇 蘇州 215000)

光致抗蝕劑是一類光敏高分子聚合物，受到光能照射時，分子內部發生聚合或分解反應，生成對某些溶劑可溶或不可溶的物質，微細加工中可利用這種特性來得到所需要的幾何圖形。本文對光致抗蝕劑用光產酸劑進行初步介紹，分析了光致抗蝕劑用光產酸劑的最新研究進展，并對今后的發展做了相關的預測與展望。

光致抗蝕劑；光產酸劑

光致抗蝕劑一般由4部分組成：樹脂型聚合物、溶劑、光活性物質、添加劑。光活性物質(本文指光產酸劑，有時也稱光引發劑)是控制光致抗蝕劑對某一特定波長光/電子束/離子束/X射線等感光，并發生相應的化學反應。

光致抗蝕劑的性能主要體現在分辨率、對比度、敏感度、黏滯性/黏度、黏附性、抗蝕性等方面，而光致抗蝕劑的光活性成分是光產酸劑，其在輻射下產生酸。在現有光產酸劑中，磺酸酯類光產酸劑應用廣泛，是化學增幅型光刻膠的重要組成部分。光產酸劑的吸收光譜決定了光致抗蝕劑的光譜靈敏度和產生相關活性酸的數量，酸可通過其擴散性、親核性及其酸強度來控制抗蝕劑材料的成像性能。除此之外，光產酸劑還應具備好的化學穩定性和熱穩定性，且量子產率高。

1 光致抗蝕劑用光產酸劑的最新研究進展

光產酸劑是化學增幅型光致抗蝕劑中的關鍵組成之一，它的結構和性質對光致抗蝕劑體系形成的圖像有很大影響。目前，锍鎓鹽和磺酸酯類的光產酸劑占主要地位。近來，能源的短波長化不斷發展，在追求細微圖案的今天，產酸效率良好、且顯影性優異的環境友好型光產酸劑，成為研究的重點。

光產酸劑主要分為離子型和非離子型，其中離子型光產酸劑主要包括重氮鹽類化合物如重氮鹽酸鹽、重氮硫酸鹽、重氮磺酸鹽、重氮硼酸鹽及重氮氟磷酸鹽，其主要用于436nm、365nm光致抗蝕劑體系，也可應用于負型光致抗蝕劑體系，和鎓鹽類化合物如碘鎓鹽、硒鎓鹽、磷鎓鹽、砷鎓鹽等，其主要用于深紫外區、真空紫外區及電子束抗蝕劑體系。非離子型光產酸劑主要包括有機多鹵化物如多鹵代苯乙酮類、三嗪衍生物、磺酰氯酯化物等。

在初期，使用在感光放射線時產生弱酸的脂肪族重氮二砜化合物與在感光放射線時產生強酸的鎓鹽，由于使用抗衡陰離子時芳基磺酸鹽等的锍鹽通常引起自旋涂布器的過濾器被貯存過程中形成的細微粒堵塞，而這些細微粒在圖形形成過程中被錄制從而不能得到預定的電路。

在光刻蝕技術中，理論上根據Rayleigh衍射極限公式R=(K1?λ)/n sinθ，其中R=分辨率，λ=波長，n=折光指數，θ=入射角，曝光的波長越短，則分辨率越高。近年來，半導體器件生產所采用的光刻蝕技術，其曝光光源的波長已經逐年變短。當使用KrF受激準分子激光器所用的光源或那些具有更短波長的光源時，必須加強抗蝕劑的敏感度。由于化學增強型光刻膠利用酸的作用，當基材為堿性時由于酸的失活作用輪廓易帶底部尾狀，通過加入大量的堿性淬滅劑可解決該問題。

光致抗蝕劑分辨率是指抗蝕劑制劑能夠在曝光和顯像以后以高度成像邊緣銳度從光掩模轉移到基底中的最小特征，在當今的許多前沿制造應用中，小于二分之一微米的光致抗蝕劑制劑分辨率是非常必要的。在抗蝕劑涂層的顯像和未顯像區域之間的這種界限，可以在基底上轉化成掩模圖像的精確圖型傳遞。如果光致抗蝕劑制劑尺寸已經降低于150nm，光致抗蝕圖案的粗糙度變成關鍵性的問題，因此，具有最小邊緣粗糙度的光致抗蝕劑制劑是非常合乎需要的。日本住友化學工業株式會社在CN1841200A、CN1955845A、CN101125823A中圍繞提供較好的分辨率和改進的圖案輪廓的圖案提出了一系列適合作為光酸產生劑的鹽。

2 結語

根據摩爾定律的預言，半導體工業正不斷向更小、更快、更密集的微電子系統方向發展，因此發展熱穩定性好、成膜性好，且純度高、結構規整的抗蝕劑材料成為研究重點。

[1]JP1048826A.

[2](a)CN1841200A;(b)CN1955845A;(c)CN101125823A.

[3](a)CN101750888A;(b)CN102269931A;(c) CN102279521A(d)CN102289149A.