【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于材料，具体涉及一类基于聚苯乙烯类碘鎓盐及其光刻胶组合物。
技术介绍
1、随着半导体制程的逐步缩小，业界对光刻工艺提出了更高的要求。根据设备和系统国际路线图（irds2022），需要在2028年获得8nm特征尺寸的图案来突破1.5nm的制程节点。同时，对高分辨率光刻图案的质量要求也逐步提高，尤其是对图形的线宽粗糙度（lwr）和线边缘粗糙度（ler）要求越来越严苛。目前常见的高分辨光刻胶仍是化学放大光刻胶，其是由树脂主体材料、pag以及各种微量添加剂组成的混合物，这种简单的物理混合很容易造成产酸剂在主体材料中形成不均匀分布的微小区域，从而造成线宽粗糙度大的问题。同时产生的光酸在主体材料中会发生酸扩散，同样不利于图案的lwr和ler，这些因素限制了化学放大胶获得更高分辨率的光刻图案。
2、非化学放大光刻胶通常为单组分光刻胶，其中含有光或电子束敏感的基团，曝光后该基团发生反应从而引起光刻胶分子量或者极性的变化，使用合适的显影液将曝光区域或非曝光区域选择性溶解即可形成光刻图案。非化学放大光刻胶基于其单组分特点，规避了化学放大光刻胶中存在的分布不均或酸扩散的问题，从而有望实现更高分辨率的光刻图案。
技术实现思路
1、为克服化学放大光刻胶的技术问题，获得高分辨，相对高灵敏度，低ler的光刻胶。
2、本专利技术首先提供了一种式(i)所示基于苯乙烯的二芳基碘鎓盐的聚合物：
3、
4、其中：x和y表示聚合物中两种重复单元的摩尔含量百分比，x
5、环a选自c6-20芳基或5-20元杂芳基；
6、ra1相同或不同，各自独立地选自c6-20芳基、5-20元杂芳基、c3-20环烷基、3-20元杂环基、c6-20芳基并3-20元杂环基；所述c6-20芳基、5-20元杂芳基、c3-20环烷基、3-20元杂环基、c6-20芳基并3-20元杂环基任选被一个、两个或更多个（例如1-5个）ra’取代，ra’相同或不同，彼此独立地选自卤素、氧代（=o）、硝基、cn、c1-15烷基或c1-15烷氧基；
7、rb的位置为对位、间位或邻位；
8、rb选自h、oh、卤素、c1-15烷基、c1-15烷氧基、c6-20芳基；q选自1-5的整数；
9、x–为阴离子，例如选自卤离子、烷基磺酸根、卤代烷基磺酸根（如三氟甲磺酸根、全氟丙基磺酸根、全氟丁基磺酸根）、对甲苯磺酸根、四氟硼酸根、六氟磷酸根、双三氟甲烷磺酰亚氨离子。
10、根据本专利技术的实施方案，x为0.4、0.55、0.6或0.7；y为0.6、0.45、0.4或0.3。
11、根据本专利技术的实施方案，rb为h；q为5；
12、根据本专利技术的实施方案，环a选自c6-14芳基或5-12元杂芳基，例如为苯基、萘基或蒽基；
13、根据本专利技术的实施方案，所述式（i）所示聚合物可以为如下通式（ia）结构：
14、
15、其中，x、y、q、rb、ra1、环a、x和s具有如上所定义。
16、在本专利技术的一些实施方案中，ra1选自取代或未取代的c6-14芳基、取代或未取代的c6-14芳基并哌啶基；当被取代时，所述取代基可以为一个或两个以上，所述取代基选自卤素、氧代（=o）、硝基、cn、c1-15烷基或c1-15烷氧基。
17、在本专利技术的一些实施方案中，所述ra1选自苯基、萘基、蒽基、菲基、芴基、芘基、、、或；其中，表示连接键；
18、s为0或1。
19、作为实例，所述聚合物选自如下：
20、
21、其中，x和y具有上文所述的定义。
22、根据本专利技术的实施方案，所述聚合物的分子量为2000-200000道尔顿，例如3000-100000道尔顿，还例如为5000-50000道尔顿。
23、本专利技术还提供如上式（i）所示聚合物的制备方法，包括如下步骤：
24、将式（ii）所示的聚合物与式（iii）所示碘苯类化合物在酸hx的存在下反应得到式（i）所示的聚合物：
25、
26、其中，x、y、q、rb、ra1、环a、x和s具有如上所定义。
27、任选的，将重复单元为式（i）所示的聚合物与相应的阴离子溶液进行离子交换，得到不同阴离子的聚苯乙烯类碘鎓盐。
28、根据本专利技术的实施方案，式（iii）所示碘苯类化合物可以选自如下：
29、
30、根据本专利技术的实施方案，所述酸hx可以为全氟-1-丁磺酸。
31、根据本专利技术的实施方案，所述反应在氧化剂的存在下进行，所述氧化剂为m-cpba。
32、根据本专利技术的实施方案，所述反应中式（ii）所示的聚合物与式（iii）所示碘苯类化合物的摩尔比可以为1:(0.2-0.8)，例如为1:(0.3-0.6)，示例性为1:0.5。
33、根据本专利技术的实施方案，将聚苯乙烯与碘苯类化合物反应得到式（i）所示的聚合物。
34、根据本专利技术的实施方案，式（ii）所示结构的聚合物由如下方法制备，包括：将苯乙烯与式（iv）化合物按一定比例进行聚合，得到重复单元为式（ii）所示的聚合物，
35、
36、其中，x、y、q、rb具有如上所定义。
37、本专利技术还提供一种光刻胶组合物，其包括如上所述式（i）所示聚合物。
38、根据本专利技术的实施方案，所述光刻胶组合物还包括光刻胶溶剂。
39、根据本专利技术的实施方案，所述光刻胶溶剂选自下列物质中的一种或多种：丙二醇甲醚醋酸酯、环己酮、乙基正戊酮、乙基异戊酮、乙醇、乙腈、异丙醇、丙酮。
40、根据本专利技术的实施方案，所述光刻胶组合物为非化学放大胶。
41、本专利技术还提供一种光刻胶涂层，其包括所述光刻胶组合物。
42、本专利技术还提供所述光刻胶涂层的制备方法，包括；将所述光刻胶组合物通过旋涂在基底上成膜，得到非化学放大光刻胶涂层。
43、在一个实施方式中，所述基底为硅片等。
44、本专利技术还提供所述光刻胶涂层在光刻中的应用。
45、在一个实施方式中，所述光刻胶涂层用于365 nm光刻、248nm光刻、254nm光刻、193nm光刻、极紫外光刻、纳米压印光刻或电子束光刻等现代光刻技术中；尤其适用于254nm光刻、电子束光刻和极紫外（euv）等高分辨光刻技术中。
46、有益效果
47、本专利技术提供了一种式（i）所示的苯乙烯碘鎓盐聚合物，其合成过程简单，原料便宜易得；所述苯乙烯碘鎓盐聚合物可用做光刻胶组合物中的主体材料，属于非化学放大胶，因此避免了化学放大光刻胶中产酸剂分布不均匀等的问题，所得到的图案具有非常高的分辨率和低的线宽粗糙度。所述苯乙烯碘鎓盐聚合物通过改变碘鎓盐结构，使其具有长的吸收波长，因此可以用于深紫外光刻。<本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于苯乙烯的二芳基碘鎓盐的聚合物，其特征在于，结构如下式(I)所示：
2.根据权利要求1所述的聚合物，其特征在于，x为0.4、0.55、0.6或0.7；y为0.6、0.45、0.4或0.3；
3.根据权利要求2所述的聚合物，其特征在于，环A选自苯基、萘基或蒽基。
4.根据权利要求1-3任一项所述的聚合物，其特征在于，Ra1选自取代或未取代的C6-14芳基、取代或未取代的C6-14芳基并哌啶基；当被取代时，取代基为一个或两个以上，所述取代基选自卤素、氧代（=O）、硝基、CN、C1-15烷基或C1-15烷氧基。
5.根据权利要求1-3任一项所述的聚合物，其特征在于，所述Ra1选自苯基、萘基、蒽基、菲基、芴基、芘基、、、或；其中，表示连接键；s为0或1。
6.根据权利要求1-3任一项所述的聚合物，其特征在于，所述聚合物选自如下：
7.根据权利要求6所述的聚合物，其特征在于，所述聚合物的分子量为2000-200000道尔顿。
8.权利要求1-7任一项所述聚合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
9.一种光刻胶组合物，其包括权利要求1-7任一项所述的聚合物。
10.权利要求1-7任一项所述的聚合物，或权利要求9所述光刻胶组合物在光刻中的应用；
...【技术特征摘要】
1.一种基于苯乙烯的二芳基碘鎓盐的聚合物，其特征在于，结构如下式(i)所示：
2.根据权利要求1所述的聚合物，其特征在于，x为0.4、0.55、0.6或0.7；y为0.6、0.45、0.4或0.3；
3.根据权利要求2所述的聚合物，其特征在于，环a选自苯基、萘基或蒽基。
4.根据权利要求1-3任一项所述的聚合物，其特征在于，ra1选自取代或未取代的c6-14芳基、取代或未取代的c6-14芳基并哌啶基；当被取代时，取代基为一个或两个以上，所述取代基选自卤素、氧代（=o）、硝基、cn、c1-15烷基或c1-15烷氧基。
5.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：李嫕，姚昕迪，陈金平，于天君，曾毅，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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