【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光刻材料，具体涉及一类基于三蝶烯的多硫鎓盐单分子树脂光刻胶及其制备方法和应用。
技术介绍
1、光刻胶又称为光致抗蚀剂，是一类通过光束、电子束、离子束或x射线等能量辐射后，溶解度发生变化的耐蚀刻薄膜材料，是微电子工业中制作大规模和超大规模集成电路不可或缺的核心材料。通过将光刻胶涂覆在半导体、导体或绝缘体表面，经曝光、显影后留下的部分对底层起保护作用，然后采用蚀刻剂进行蚀刻就可将所需要的微细图形从掩模版转移到待加工的衬底上，因此光刻胶是器件微细加工技术中的关键性材料。半导体工业的迅速发展对光刻技术的要求也越来越高，从早期近紫外g线436nm和i线365nm的酚醛树脂-重氮萘醌类光致抗蚀剂，到深紫外248nm和193nm光致抗蚀剂，再到极紫外13.5nm和电子束光致抗蚀剂、纳米级光刻技术要求达到的分辨率越来越高，边缘粗糙度要求也越来越小，对光刻胶材料所能达到的综合性能提出了更高的要求。开发新型具有高分辨率、高灵敏度、低边缘粗糙度的光刻胶，使其综合性能满足光刻工艺的要求，尤其是满足下一代光刻技术的要求，成为目前光刻技术的发展重要内容。
2、光刻胶通常是由树脂主体材料、pag以及各种微量添加剂组成的混合物。目前，常规的高分辨光刻胶都采用化学放大胶，所谓“化学放大”是指光致产酸剂(pag)在光照后分解产生酸，酸引发一系列化学反应，使得光照区域和非光照区域的光刻胶材料溶解性发生显著变化，然后通过显影就可以实现图案转移。pag和主体材料往往是简单的物理混合，存在pag在主体材料中分散不均匀分布的情况，光照后产生的酸在主
3、为了解决这些问题，通过化学合成控制的方法，来降低光刻胶主体树脂材料的分子量到一定大小，使其达到单一分子状态，形成单分子树脂（也称分子玻璃），是实现高分辨光刻的一种重要方法。单分子树脂既保留有树脂本身所具有的成膜特性和易于加工的性能，同时还具有确定的分子结构，易于合成和修饰，基于单分子树脂的光刻胶材料有望满足高分辨光刻的要求。新型非化学放大型光刻胶(n-cars)的研究正受到越来越多的关注。n-cars是一种对辐射直接敏感的材料，在其配方中不需要pags的加入，仅包含主体材料一种组分，因此可以有效解决主体材料与添加剂的相容性问题，以及曝光后酸扩散不均匀的问题，从而降低ler值。然而，与迄今报道的car数量相比，n-cars的数量非常有限，尤其是基于单分子树脂的n-cars。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利技术提供了一种基于三蝶烯的多硫鎓盐单分子树脂，其可以用作非化学放大型光刻胶主体材料。
2、本专利技术的技术方案如下：
3、如下式i所示的化合物：
4、
5、其中，r1、r2、r3、r4、r5相同或不同，各自独立地选自硫鎓盐基团-s+rs1rs2或基团z，所述基团z为h、c1-6烷基、c1-6烷氧基或-c1-6烷基-co-c1-6烷基；
6、rs1、rs2相同或不同，各自独立地选自如下基团：c1-6烷基、c6-14芳基、-c1-6烷基-c6-14芳基、氘代c1-6烷基（如氘代甲基）；
7、x–为卤素离子、羧酸根、硫酸根、烷基磺酸根、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、磺酰胺的阴离子、四氟硼酸根、六氟锑酸根、六氟磷酸根或双三氟甲烷磺酰亚氨离子；
8、n等于分子中硫鎓盐基团-s+rs1rs2中s+的个数，s+和x–使化合物整体呈电中性，n值为2-6的整数；即式i化合物中具有2-6个基团-s+rs1rs2。
9、在本专利技术的一些实施方案中，式i化合物中具有2个、3个、4个、5个或6个硫鎓盐基团-s+rs1rs2。
10、在本专利技术的一些实施方案中，r1、r2、r3、r4、r5中有1个选自硫鎓盐基团-s+rs1rs2，其他基团为h。
11、在本专利技术的一些实施方案中，所述硫鎓盐基团-s+rs1rs2位于其所取代的苯环的邻位、间位或对位。
12、在本专利技术的一些实施方案中，r1、r2、r3、r4、r5相同或不同，各自独立地选自h或-s+rs1rs2；其中rs1、rs2相同或不同，各自独立地选自c1-6烷基、-c6-14芳基或-c1-6烷基-c6-14芳基；
13、在本专利技术的一些实施方案中，r1、r2、r3、r4、r5相同或不同，各自独立地选自h、-s+(c1-6烷基)2、-s+(c6-14芳基)2、-s+(c1-6烷基)(c6-14芳基)、-s+(-c1-6烷基-c6-14芳基)(c1-6烷基)；
14、在本专利技术的一些实施方案中，r1、r2、r3、r4、r5相同或不同，各自独立地选自h、-s+(c1-3烷基)2、-s+(苯基)2、-s+(c1-3烷基)(苯基)、-s+(-c1-3烷基-苯基)(c1-3烷基)。
15、在本专利技术的一些实施方案中，式i所示化合物为对称结构，即外侧6个苯环上的结构完全相同。
16、根据本专利技术的实施方案，所述硫鎓盐基团-s+rs1rs2选自-s+(c1-3烷基)2、-s+(苯基)2、-s+(c1-3烷基)(苯基)或-s+(-c1-3烷基-苯基)(c1-3烷基)。
17、根据本专利技术的实施方案，所述硫鎓盐基团-s+rs1rs2选自-s+(c1-3烷基)2、-s+(苯基)2、-s+(c1-3烷基)(苯基)或-s+(-c1-3烷基-苯基)(c1-3烷基)时，其中的c1-3烷基相同或不同，彼此独立地为甲基、乙基或丙基。
18、作为示例，所述式i所示化合物具有如下结构：
19、。
20、任选地，式i所示化合物还可以与相应的阴离子溶液进行离子交换，得到不同阴离子的式i化合物。
21、本专利技术还提供式i所示化合物的制备方法，包括：
22、a.将化合物ii与rs1-l及mx混合，反应得到式i所示化合物；
23、
24、其中，r1’、r2’、r3’、r4’、r5’为如上所述基团z或者-srs2；l为离去基团，例如卤素等；rs1、rs2、x具有上述定义，而mx则是x的金属盐，m选自银；
25、或者，b.将化合物ii'与二苯基亚砜及三氟甲磺酸酐混合，反应得到式i所示化合物；
26、
27、或者，c.将化合物ii'与甲基苯基亚砜及三氟甲磺酸酐混合，反应得到式i所示化合物；
28、。
29、本专利技术还提供上述式i所示的化合物用于制备光刻胶的用途。
30、本专利技术还提供一种光刻胶组合物，其包括式i所示的化合物。
31、根据本专利技术的实施方案，所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.式I所示的化合物：
2.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于，式I化合物中具有2个、3个、4个、5个或6个硫鎓盐基团-S+RS1RS2，和/或，
3.根据权利要求1或2所述的化合物，其特征在于，R1、R2、R3、R4、R5中有1个选自硫鎓盐基团-S+RS1RS2，其他基团为H。
4.根据权利要求3所述的化合物，其特征在于，R1、R2、R3、R4、R5相同或不同，各自独立地选自H或-S+RS1RS2；其中RS1、RS2相同或不同，各自独立地选自C1-6烷基、-C6-14芳基或-C1-6烷基-C6-14芳基。
5.根据权利要求4所述的化合物，其特征在于，R1、R2、R3、R4、R5相同或不同，各自独立地选自H、-S+(C1-3烷基)2、-S+(苯基)2、-S+(C1-3烷基)(苯基)、-S+(-C1-3烷基-苯基)(C1-3烷基)。
6.根据权利要求5所述的化合物，其特征在于，式I所示化合物具有如下结构：
7.权利要求1-6任一项所述化合物的制备方法，其特征在于，包括：
8.一种光刻胶组合物，其
9.根据权利要求8所述的光刻胶组合物，其特征在于，所述光刻胶组合物由式I化合物和光刻胶溶剂组成。
10.权利要求8或9所述光刻胶组合物在光刻中的应用；
...【技术特征摘要】
1.式i所示的化合物：
2.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于，式i化合物中具有2个、3个、4个、5个或6个硫鎓盐基团-s+rs1rs2，和/或，
3.根据权利要求1或2所述的化合物，其特征在于，r1、r2、r3、r4、r5中有1个选自硫鎓盐基团-s+rs1rs2，其他基团为h。
4.根据权利要求3所述的化合物，其特征在于，r1、r2、r3、r4、r5相同或不同，各自独立地选自h或-s+rs1rs2；其中rs1、rs2相同或不同，各自独立地选自c1-6烷基、-c6-14芳基或-c1-6烷基-c6-14芳基。
5.根据权利要求4所述的化合物，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：李嫕，苑晓冬，陈金平，曾毅，于天君，
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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