本申請涉及半導體制備領域,具體涉及光致抗蝕劑、圖案化薄膜、圖案化基底、半導體器件及其制備方法。
背景技術:
1、隨著半導體技術的不斷發展,業界對光致抗蝕劑的性能要求越來越高。相關技術中,由于原材料等原因,光致抗蝕劑出廠時會存在少量的殘留酸,易導致光致抗蝕劑發生老化,降低了光致抗蝕劑的穩定性、縮短了光致抗蝕劑的儲存周期,不利于光致抗蝕劑的工業化應用。因此,需要一種抗老化、穩定性高以及儲存周期長的光致抗蝕劑。
技術實現思路
1、鑒于此,本申請提供了一種光致抗蝕劑、圖案化薄膜、圖案化基底、半導體器件及其制備方法,該光致抗蝕劑中含有抗老化劑,抗老化劑可以與光致抗蝕劑中的殘留酸發生反應,減緩老化進程,提高光致抗蝕劑的穩定性,延長光致抗蝕劑的儲存周期。
2、第一方面,本申請提供了一種光致抗蝕劑,所述光致抗蝕劑包括成膜樹脂、光致酸產生劑、添加劑和溶劑,所述添加劑包括抗老化劑;
3、所述抗老化劑包括結構式為的化合物,其中,r1、r2、r3和r4獨立地選自氫原子、取代或未取代的烷基、取代或未取代的烯基、取代或未取代的炔基、取代或未取代的環烷基、取代或未取代的烷氧基、-(c=o)-r5或-(c=o)o-r6;
4、r5為鹵素原子、取代或未取代的烷基、取代或未取代的烯基、取代或未取代的炔基、取代或未取代的環烷基、或取代或未取代的芳基;
5、r6為取代或未取代的烷基、取代或未取代的烯基、取代或未取代的炔基、取代或未取代的環烷基、或取代或未取代的芳基。
6、可選的,所述r1和所述r2中至少一者,和/或所述r3和所述r4中至少一者選自取代或未取代的烷基、取代或未取代的烯基、取代或未取代的炔基、取代或未取代的環烷基、取代或未取代的烷氧基、-(c=o)-r5或-(c=o)o-r6。
7、可選的,所述取代或未取代的烷基、所述取代或未取代的烯基、所述取代或未取代的炔基、所述取代或未取代的環烷基、所述取代或未取代的烷氧基、所述-(c=o)-r5和所述-(c=o)o-r6的碳原子數為1-15。
8、可選的,所述取代的烷基、所述取代的烯基、所述取代的炔基、所述取代的環烷基、所述取代的烷氧基中的取代基包括鹵素原子、羥基、取代或未取代的烷基、取代或未取代的烯基、取代或未取代的炔基、取代或未取代的環烷基、取代或未取代的烷氧基、取代或未取代的芳基或取代或未取代的芳氧基中的一種或多種。
9、可選的,所述抗老化劑包括、、、、、、和中的一種或多種;其中,a、b分別為1-18的整數。
10、可選的,所述光致抗蝕劑中,所述抗老化劑的質量百分比為0.001%-2%。
11、可選的,所述添加劑還包括含氟樹脂。
12、所述光致抗蝕劑中,所述含氟樹脂的質量百分比為0.05%-2%。可選的,所述光致抗蝕劑中,所述成膜樹脂的質量百分比為2%-20%;和/或,所述光致酸產生劑的質量百分比0.1%-10%;和/或,所述添加劑的質量百分比為0.1%-10%;和/或,所述溶劑的質量百分比為50%-98%。
13、可選的,所述光致抗蝕劑還包括光分解堿;所述光致抗蝕劑中,所述光分解堿的質量百分比為0.1%-10%。
14、可選的,所述成膜樹脂包括丙烯酸酯類聚合物。
15、可選的,所述溶劑包括丙二醇甲醚醋酸酯、γ-丁內酯、二醇甲醚、乳酸乙酯、環己酮和二庚酮中的一種或多種。
16、可選的,所述光致抗蝕劑在40℃老化28天的酸殘留濃度小于或等于5×10-3mol/kg。
17、本申請提供的光致抗蝕劑具有抗老化劑,抗老化劑可以與光致抗蝕劑中的殘留酸發生反應,阻止老化反應的發生,提高了光致抗蝕劑的穩定性,延長了光致抗蝕劑的儲存周期,提升了光致抗蝕劑的綜合性能。
18、第二方面,本申請提供了一種圖案化薄膜,所述圖案化薄膜采用第一方面所述的光致抗蝕劑制得。
19、由于本申請提供的光致抗蝕劑穩定性好,制得的圖案化薄膜對比度強,圖案清晰,結構可靠性高。
20、第三方面,本申請提供了一種圖案化基底,所述圖案化基底采用第一方面所述的光致抗蝕劑制得。
21、本申請提供的圖案化基底,圖案清晰,結構穩定性好。
22、第四方面,本申請提供了一種半導體器件,所述半導體器件采用第一方面所述的光致抗蝕劑制得。
23、本申請提供的半導體器件精度高、綜合性能優異。
24、第五方面,本申請提供了一種半導體器件的制備方法,包括:將第一方面所述的光致刻蝕劑涂覆在基底上,以在基底上形成光致抗蝕劑膜層;對所述光致抗蝕劑膜層經掩模、曝光和顯影后得到圖案化薄膜。
25、本申請提供的制備方法簡單,制備成本低,有利于其工業化生產。
1.一種光致抗蝕劑,其特征在于,所述光致抗蝕劑包括成膜樹脂、光致酸產生劑、添加劑和溶劑,所述添加劑包括抗老化劑;
2.如權利要求1所述的光致抗蝕劑,其特征在于,所述r1和所述r2中至少一者,和/或所述r3和所述r4中至少一者選自取代或未取代的烷基、取代或未取代的烯基、取代或未取代的炔基、取代或未取代的環烷基、取代或未取代的烷氧基、-(c=o)-r5或-(c=o)o-r6。
3.如權利要求1所述的光致抗蝕劑,其特征在于,所述取代或未取代的烷基、所述取代或未取代的烯基、所述取代或未取代的炔基、所述取代或未取代的環烷基、所述取代或未取代的烷氧基、所述-(c=o)-r5和所述-(c=o)o-r6的碳原子數為1-15。
4.如權利要求1所述的光致抗蝕劑,其特征在于,所述取代的烷基、所述取代的烯基、所述取代的炔基、所述取代的環烷基、所述取代的烷氧基中的取代基包括鹵素原子、羥基、取代或未取代的烷基、取代或未取代的烯基、取代或未取代的炔基、取代或未取代的環烷基、取代或未取代的烷氧基、取代或未取代的芳基和取代或未取代的芳氧基中的一種或多種。
5.如權利要求1所述的光致抗蝕劑,其特征在于,所述抗老化劑包括、、、、、、和中的一種或多種;
6.如權利要求1所述的光致抗蝕劑,其特征在于,所述光致抗蝕劑中,所述抗老化劑的質量百分比為0.001%-2%。
7.如權利要求1所述的光致抗蝕劑,其特征在于,所述添加劑還包括含氟樹脂;
8.如權利要求1所述的光致抗蝕劑,其特征在于,所述光致抗蝕劑中,所述成膜樹脂的質量百分比為2%-20%;和/或,所述光致酸產生劑的質量百分比0.1%-10%;和/或,所述添加劑的質量百分比為0.1%-10%;和/或,所述溶劑的質量百分比為50%-98%。
9.如權利要求1所述的光致抗蝕劑,其特征在于,所述光致抗蝕劑還包括光分解堿;所述光致抗蝕劑中,所述光分解堿的質量百分比為0.1%-10%。
10.如權利要求1所述的光致抗蝕劑,其特征在于,所述成膜樹脂包括丙烯酸酯類聚合物;
11.如權利要求1所述的光致抗蝕劑,其特征在于,所述光致抗蝕劑在40℃老化28天的酸殘留濃度小于或等于5×10-3mol/kg。
12.一種圖案化薄膜,其特征在于,所述圖案化薄膜采用如權利要求1-11任意一項所述的光致抗蝕劑制得。
13.一種圖案化基底,其特征在于,所述圖案化基底采用如權利要求1-11任意一項所述的光致抗蝕劑制得。
14.一種半導體器件,其特征在于,所述半導體器件采用如權利要求1-11任意一項所述的光致抗蝕劑制得。
15.一種半導體器件的制備方法,其特征在于,包括: