聚合物树脂及其制备方法、电子束光刻胶及其制备与使用方法技术

本发明专利技术提供一种聚合物树脂及其制备方法、电子束光刻胶及其制备与使用方法。聚合物树脂包括以下共聚的三种重复单元：第一重复单元，其衍生自芳香族乙烯基单体；第二重复单元，其衍生自α

【技术实现步骤摘要】
聚合物树脂及其制备方法、电子束光刻胶及其制备与使用方法


[0001]本专利技术涉及电子束光刻胶
，特别是涉及一种聚合物树脂及其制备方法、电子束光刻胶及其制备与使用方法。

技术介绍

[0002]电子束光刻(Electron
‑
beam Lithography，EBL)作为下一代光刻技术，以其分辨率高和性能稳定被认为是在22纳米节点以下最具有发展前景的光刻技术之一，光刻技术的进步往往与光刻材料发展密不可分。近年来，电子束作为纳米尺度的光刻技术对光刻材料提出了更高的要求。电子束光刻胶是一类涂敷在衬底表面通过电子束曝光实现图形传递的光刻材料，根据聚合物照射前后发生交联还是化学键断裂可以将电子束光刻胶分为正性胶和负性胶。
[0003]光刻胶在电子束曝光后，其聚合物发生化学键断裂，而断裂的聚合物碎片易溶于显影液，则为正性光刻胶。反之当曝光后，光刻胶由小分子交联聚合为大分子，曝光后的光刻胶难溶解于显影液，则为负性光刻胶。α
‑
氯代丙烯酸甲酯和α
‑
甲基苯乙烯共聚物和聚甲基丙烯酸甲酯是电子束光刻胶常用的两种聚合物树脂。其中前者光刻胶具有分辨率高、灵敏度高以及耐刻蚀的特点，但是在特殊场景中容易存在图案倒塌的问题。

技术实现思路

[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种聚合物树脂及其制备方法、电子束光刻胶及其制备与使用方法，在不影响后期光刻基本工艺的条件下改善线条易倒塌的问题。
[0005]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术第一方面提供一种聚合物树脂，包括以下共聚的三种重复单元：
[0006]第一重复单元，其衍生自芳香族乙烯基单体；
[0007]第二重复单元，其衍生自α
‑
卤代丙烯酸酯单体；
[0008]第三重复单元，其衍生自具有式I所示的单体；
[0009][0010]其中，R1、R2、R3、R4和R5各自独立且选自氢原子、烷基和羟基中的一种；R1、R2、R3、R4和R5中至少一个为羟基；R6为烷基。
[0011]优选地，还包括如下技术特征中的至少一项：
[0012]a1)所述芳香族乙烯基单体选自α
‑
甲基苯乙烯单体和4
‑
氟
‑
α
‑
甲基苯乙烯单体中的至少一种；
[0013]a2)所述α
‑
卤代丙烯酸酯单体选自α
‑
氯代丙烯酸甲酯单体、α
‑
氯代丙烯酸乙酯单体、α
‑
氯代丙烯酸苄基酯单体、α
‑
氯代丙烯酸
‑1‑
金刚烷基酯单体、α
‑
氯代丙烯酸
‑
2,2,3,3,3
‑
五氟丙酯单体、α
‑
氯代丙烯酸
‑
2,2,3,3,4,4,4
‑
七氟丁酯单体、α
‑
氟代丙烯酸甲酯单体、α
‑
氟代丙烯酸乙酯单体、α
‑
氟代丙烯酸苄基酯单体、α
‑
氟代丙烯酸
‑1‑
金刚烷基酯单体、α
‑
氟代丙烯酸
‑
2,2,3,3,3
‑
五氟丙酯单体和α
‑
氯代丙烯酸
‑
2,2,3,3,4,4,4
‑
七氟丁酯单体中的至少一种；
[0014]a3)R1、R2、R3、R4和R5中的羟基个数为1或2；
[0015]a4)R6为甲基或乙基；
[0016]a5)更优选地，所述具有式I所示的单体选自所述具有式I所示的单体选自中的至少一种；
[0017]a6)所述聚合物树脂的重均分子量为35000～70000，如35000～56100、56100～57500、57500～57900、57900～58300或58300～70000；
[0018]a7)所述聚合物树脂的分子量分布系数＜3，如1.78～1.81、1.81～1.85或1.85～1.86；
[0019]a8)所述聚合物树脂包括：
[0020]40～54摩尔百分比的所述第一重复单元，如40～45、45～46、46～48.5、48.5～49或49～54；
[0021]45～55摩尔百分比的所述第二重复单元，如45～50或50～55；
[0022]1～5摩尔百分比的所述第三重复单元，如1～1.5、1.5～4或4～5；
[0023]各自基于所述聚合物树脂中的总重复单元的100摩尔百分比。
[0024]本专利技术第二方面提供上述聚合物树脂的制备方法，包括如下步骤：
[0025]将所述芳香族乙烯基单体、所述α
‑
卤代丙烯酸酯单体和所述具有式I所示的单体进行共聚反应，得到所述聚合物树脂。
[0026]优选地，还包括如下技术特征中的至少一项：
[0027]b1)所述共聚反应在聚合引发剂条件下进行；
[0028]b2)所述共聚反应在有机溶剂条件下进行；
[0029]b3)所述共聚反应的温度为65～90℃，如65～85℃或85～90℃；
[0030]b4)所述制备方法还包括：过滤和干燥。
[0031]更优选地，还包括如下技术特征中的至少一项：
[0032]b11)特征b1)中，所述聚合引发剂选自偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁酸甲酯、过氧化苯甲酰、过氧化乙酰、过氧化月桂酰和叔丁基过氧化物中的至少一种；
[0033]b21)特征b2)中，所述有机溶剂选自二氧六环、四氢呋喃、二氯甲烷、氯仿、丙酮、N，
N
‑
二甲基甲酰胺、N，N
‑
二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、甲苯、乙醇、邻二甲苯、甲酰胺、二氯乙烷和氯仿中的至少一种；
[0034]b41)特征b4)中，所述制备方法在过滤之前还包括：在包括酮类溶剂和/或烷基类溶剂的溶液中沉降；
[0035]b42)特征b4)中，干燥的温度为40～60℃，如40～50℃或50～60℃。
[0036]进一步更优选地，还包括如下技术特征中的至少一项：
[0037]b411)特征b41)中，所述酮类溶剂选自选自丙酮、环己酮和甲基异丁基甲酮中的至少一种；优选为丙酮；
[0038]b412)特征b41)中，所述烷基类溶剂选自正戊烷、正己烷、环己烷和正庚烷中的至少一种；
[0039]b413)特征b41)中，所述步骤1)得到的混合物与所述包括酮类溶剂和/或烷基类溶剂的溶液的体积比为1：5～1：2，如1：5～1：3或1：3～1：2；
[0040]b414)特征b41)中，当在包括酮类溶剂和烷基类溶剂的混合溶液中沉降时，所述酮类溶剂与所述烷基类溶剂的体积比为6：1～1：2，如6：1～4：1或4：1～1：2。
[0041]本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚合物树脂，其特征在于，包括以下共聚的三种重复单元：第一重复单元，其衍生自芳香族乙烯基单体；第二重复单元，其衍生自α
‑
卤代丙烯酸酯单体；第三重复单元，其衍生自具有式I所示的单体；其中，R1、R2、R3、R4和R5各自独立且选自氢原子、烷基和羟基中的一种；R1、R2、R3、R4和R5中至少一个为羟基；R6为烷基。2.如权利要求1所述的聚合物树脂，其特征在于，还包括如下技术特征中的至少一项：a1)所述芳香族乙烯基单体选自α
‑
甲基苯乙烯单体和4
‑
氟
‑
α
‑
甲基苯乙烯单体中的至少一种；a2)所述α
‑
卤代丙烯酸酯单体选自α
‑
氯代丙烯酸甲酯单体、α
‑
氯代丙烯酸乙酯单体、α
‑
氯代丙烯酸苄基酯单体、α
‑
氯代丙烯酸
‑1‑
金刚烷基酯单体、α
‑
氯代丙烯酸
‑
2,2,3,3,3
‑
五氟丙酯单体、α
‑
氯代丙烯酸
‑
2,2,3,3,4,4,4
‑
七氟丁酯单体、α
‑
氟代丙烯酸甲酯单体、α
‑
氟代丙烯酸乙酯单体、α
‑
氟代丙烯酸苄基酯单体、α
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氟代丙烯酸
‑1‑
金刚烷基酯单体、α
‑
氟代丙烯酸
‑
2,2,3,3,3
‑
五氟丙酯单体和α
‑
氯代丙烯酸
‑
2,2,3,3,4,4,4
‑
七氟丁酯单体中的至少一种；a3)R1、R2、R3、R4和R5中的羟基个数为1或2；a4)R6为甲基或乙基；a5)所述具有式I所示的单体选自a5)所述具有式I所示的单体选自中的至少一种；a6)所述聚合物树脂的重均分子量为35000～70000；a7)所述聚合物树脂的分子量分布系数＜3；a8)所述聚合物树脂包括：40～54摩尔百分比的所述第一重复单元；45～55摩尔百分比的所述第二重复单元；1～5摩尔百分比的所述第三重复单元；各自基于所述聚合物树脂中的总重复单元的100摩尔百分比。
3.一种如权利要求1或2所述的聚合物树脂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将所述芳香族乙烯基单体、所述α
‑
卤代丙烯酸酯单体和所述具有式I所示的单体进行共聚反应，得到所述聚合物树脂。4.如权利要求3所述的聚合物树脂的制备方法，其特征在于，还包括如下技术特征中的至少一项：b1)所述共聚反应在聚合引发剂条件下进行；b2)所述共聚反应在有机溶剂条件下进行；b3)所述共聚反应的温度为65～90℃；b...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅志伟，梅崇余，潘新刚，冉瑞成，
申请(专利权)人：江苏汉拓光学材料有限公司，
类型：发明
国别省市：