含双鎓盐结构的光致产酸剂、制备方法及光刻胶组合物技术

技术编号:27924136 阅读:15 留言:0更新日期:2021-04-02 14:01
本发明专利技术公开了一种含双鎓盐结构的光致产酸剂,其结构通式如下(I)所示:

【技术实现步骤摘要】
含双鎓盐结构的光致产酸剂、制备方法及光刻胶组合物
本专利技术属于光刻胶
,尤其涉及一种含双鎓盐结构的光致产酸剂、制备方法及光刻胶组合物。
技术介绍
光刻胶组合物是集成电路制造领域的关键材料之一,其主要成分为成膜树脂、光敏剂、酸抑制剂和溶剂等组成的对光敏感的混合液体。它在紫外光、深紫外光、电子束、离子束等光照或辐射照射下,成分的溶解度发生变化,经适当显影液处理,溶去可溶性部分,得到最终所需光刻胶图像。作为光刻胶中的光敏组分,光致产酸剂对于光化学反应起着重要作用。因此提高光致产酸剂的产酸效率,直接影响到光刻胶感度、对比度等性能。然而在相关技术中,光刻胶组合物中的光致产酸剂一般都是单一结构的硫鎓盐、碘鎓盐结构,只有一个产酸点,产酸效率低。
技术实现思路
有鉴于此,有必要提供一种含双鎓盐结构的光致产酸剂,以解决现有的光致产酸剂产酸效率低的技术问题。一种含双鎓盐结构的光致产酸剂,其特征在于:其结构通式如下(I)所示:其中,n=0或1或2;R1-R6为H、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;;M-阴离子和Q-阴离子为磺酸阴离子。更进一步地,所述磺酸阴离子为氟代烷基磺酸阴离子、芳基磺酸阴离子或樟脑磺酸阴离子及其衍生物。更进一步地,所述磺酸阴离子为全氟丁基磺酸阴离子、全氟辛基磺酸阴离子、对甲苯磺酸阴离子或樟脑磺酸阴离子。本专利技术实施例还提供一种含双鎓盐结构的光致产酸剂的制备方法,包括:r>S11:在保护气体中,将二芳基亚砜和二芳基硫醚以一定比例于反应釜中溶于第一有机溶剂,得到混合溶液,并将所述反应釜冷却至一定温度;S12:向所述反应釜中滴加磺酸酐,反应一段时间后,加入水停止反应,提取有机相,脱溶至恒重,得到化合物A;S13:将所述化合物A和磺酸盐溶于第二有机溶剂中,混合后搅拌,加入水,继续搅拌,脱溶得到浑浊水相,萃取,再脱溶得到含双鎓盐结构的光致产酸剂。更进一步地,所述二芳基亚砜、二芳基硫醚及所述磺酸酐的比值为(1.5~2.5):(0.5~1.5):(1~2)。更进一步地,所述磺酸酐为三氟甲磺酸酐(Tf2O)、对甲苯磺酸酐、全氟丁基磺酸酐或甲基磺酸酐。更进一步地,所述磺酸盐为全氟丁基磺酸盐、全氟辛基磺酸盐、对甲苯磺酸盐或樟脑磺酸盐。更进一步地,所述温度为-30-30℃。本专利技术实施例还提供一种光刻胶,包括光致产酸剂、成膜树脂、酸扩散抑制剂及有机溶剂,所述光致产酸剂为上述所述的光致产酸剂。更进一步地,所述光致产酸剂的含量为0.1%-5%(请提供范围)、成膜树脂的质量含量范围为1%-30%、酸扩散抑制剂的质量含量范围为0.001%-1%、有机溶剂的质量含量范围为64%-98.899%。与现有技术相比,本专利技术具有下列优点:本专利技术实施例所提供的光致产酸剂中包含两个硫鎓盐结构,具有两个产酸点,在光照作用下能够光解产生两份光酸,产酸效率高。此外,本实施例含双鎓盐结构的光致产酸剂,还有助于拓宽吸收波长,能适用于248nm(KrF)、193nm(ArF)、13nm(EUV)的光源。附图说明图1是本专利技术较佳实施方式的光致产酸剂的制备方法的流程图。图2是本专利技术实施例二提供的光刻胶组合物进行光刻后的电子显微镜照片。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术,并不用于限定本专利技术。第一方面,本专利技术一实施例提供了一种双鎓盐结构的光致产酸剂(以下全文简称为光致产酸剂),用于制备光刻胶组合物,其结构通式如下所示:其中,n=0或1或2;R1~R6为H、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;M-阴离子和Q-阴离子为磺酸阴离子,具体地,为氟代烷基磺酸阴离子、芳基磺酸阴离子、樟脑磺酸阴离子及其衍生物。在本专利技术的一个具体的实施例中,磺酸阴离子可以为为全氟丁基磺酸阴离子、全氟辛基磺酸阴离子、对甲苯磺酸阴离子或樟脑磺酸阴离子中的一种或两种。其中,本实施中的所述双鎓盐结构均为硫鎓盐结构,在其他实施例中,也可以为碘鎓盐等其他鎓盐。因此,在本专利技术实施例所提供的光致产酸剂中包含两个硫鎓盐结构,具有两个产酸点,在光照作用下能够光解产生两份光酸,产酸效率高。并且能扩宽吸收波长,能适用于248nm(KrF)、193nm(ArF)、13nm(EUV)的光源。第二方面,对于上述光致产酸剂,本专利技术还提供一种光致产酸剂的制备方法。其包括如下步骤:S11:在保护气体中,将二芳基亚砜和二芳基硫醚以一定比例于反应釜中溶于第一有机溶剂,得到混合溶液,并将所述反应釜冷却至一定温度。其中将所述冷却温度的范围为-30-30℃。在本专利技术的一个具体的实施例中,二芳基亚砜为二苯基亚砜,二芳基硫醚为二苯硫醚,第一有机溶剂为包括但不限于二氯甲烷、三氯甲烷及二氯乙烷中的一种或几种。将二苯基亚砜和二苯硫醚在氮气气氛中溶于二氯甲烷中,并将温度冷却至-30-30℃。S12:向所述反应釜中滴加磺酸酐,反应一段时间后,加入水停止反应,提取有机相,脱溶至恒重,得到化合物A。化学反应式如下:其中上述化学反应式中的为二芳基亚砜的结构通式,上述化学反应式中的为二芳基硫醚的结构通式,其中R1~R4为H、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。其中,所述二芳基亚砜、所述二芳基硫醚、所述磺酸酐的质量比的(1.5~2.5):(0.5~1.5):(1~2)。在本专利技术的一个具体的实施例中,所述二芳基亚砜、所述二芳硫醚、所述磺酸酐的质量比为2:1:2。所述磺酸酐的结构通式为上述化学反应式中的其中,R5、R6包括但不限于三氟甲基(-CF3)、对甲苯基、全氟丁基(-C4F9)或甲基(-CH3),即磺酸酐可以包括但不限于三氟甲磺酸酐、对甲苯磺酸酐、全氟丁基磺酸酐或甲基磺酸酐等。在本专利技术的一个具体的实施例中,所述磺酸酐为三氟甲磺酸酐(Tf2O)。所述反应时间可以为1-6h,优选的,本步骤中的反应时间为3h。此外,提取有机相之后,经浓缩并使用乙醚清洗所述有机相,清洗次数可以为一次或多次,完成清洗之后得到粗品,粗品可用甲醇/正己烷体系重结晶,以提升纯度。S13:将所述化合物A和磺酸盐溶于第二有机溶剂中,混合后搅拌,加入纯水,继续搅拌,脱溶得到浑浊水相,萃取,再脱溶得到化合物B,其中化合物B即为含双鎓盐结构的光致产酸剂。化学反应式如下:其中,磺酸盐包括但不限于氟代烷基磺酸盐、芳基磺酸盐或樟脑磺酸盐及其衍生物。具体地,在本专利技术的一个实施例中,磺酸盐为全氟丁基磺酸钠和对甲苯磺酸钠。其中,所述化合物A与全氟丁基磺酸钠、对甲苯磺酸钠的质量比范本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含双鎓盐结构的光致产酸剂,其特征在于:其结构通式如下(I)所示:/n

【技术特征摘要】
1.一种含双鎓盐结构的光致产酸剂,其特征在于:其结构通式如下(I)所示:



其中,n=0或1或2,
R1-R6为H、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;
M-阴离子和Q-阴离子为磺酸阴离子。


2.根据权利要求1所述的含双鎓盐结构的光致产酸剂,其特征在于:所述磺酸阴离子为氟代烷基磺酸阴离子、芳基磺酸阴离子或樟脑磺酸阴离子及其衍生物。


3.根据权利要求2所述的含双鎓盐结构的光致产酸剂,其特征在于:所述述磺酸阴离子为全氟丁基磺酸阴离子、全氟辛基磺酸阴离子、对甲苯磺酸阴离子或樟脑磺酸阴离子。


4.一种如权利要求1至3任意一项所述的含双鎓盐结构的光致产酸剂的制备方法,其特征在于:包括:
S11:在保护气体中,将二芳基亚砜和二芳基硫醚以一定的比例于反应釜中溶第一有机溶剂,得到混合溶液,并将所述反应釜冷却至一定温度;
S12:向所述反应釜中滴加磺酸酐,反应一段时间后,加入水停止反应,提取有机相,脱溶至恒重,得到化合物A;
S13:将所述化合物A和磺酸盐溶于第二有机溶剂中,混合后...

【专利技术属性】
技术研发人员:齐国强顾大公毛智彪许从应余绍山许东升
申请(专利权)人:宁波南大光电材料有限公司
类型:发明
国别省市:浙江;33

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