含硅多苯基硫鎓盐单分子树脂及其光刻胶组合物制造技术

本发明专利技术公开了一种含硅多苯基硫鎓盐单分子树脂及其光刻胶组合物，所述树脂具有式(I)或式(II)所示的化合物。在式(I)或式(II)所示的化合物结构中，同时含有硫鎓盐和羟基或酸敏感的基团，因此所述化合物可以同时具有产酸和酸交联或酸敏感双重功能，其既可以作为光刻胶的产酸剂，又可以作为光刻胶的主体材料。式(I)或式(II)所示的化合物特殊的结构有助于实现对酸扩散的调控和边缘粗糙度的有效降低。粗糙度的有效降低。粗糙度的有效降低。

【技术实现步骤摘要】
含硅多苯基硫鎓盐单分子树脂及其光刻胶组合物


[0001]本专利技术属于材料
，涉及一种含硅多苯基硫鎓盐单分子树脂及其光刻胶组合物，具体涉及一种含硅多苯基硫鎓盐单分子树脂及其光刻胶组合物、光刻胶涂层及其应用。

技术介绍

[0002]分子玻璃是一类由小的单分散有机分子组成的功能材料，在室温下可形成稳定的非晶玻璃。与传统聚合物光刻胶相比，分子玻璃具有更小尺寸的单分散结构块、明确分子量和立体化学的可重复结构，可以实现精确的合成，有利于获得高分辨率和低LWR/LER图形。
[0003]基于CAR的分子玻璃光刻胶可分为PAG共混型和PAG结合型。目前报道的分子玻璃CARs大多都是由有机分子玻璃与PAGs和其他添加剂混合而成，这些材料中的PAG可能会产生微弱的相分离，以不均匀的方式分布在膜中。为了充分利用分子玻璃的优势，产生低的光酸扩散以增加分辨率和降低线边缘粗糙度(LER)，防止抗蚀剂成分的不均匀分布，并提供增加抗蚀剂中PAG浓度以保持高灵敏度，越来越多的科研工作者致力将分子与光产酸剂结合合成一种单组分分子玻璃抗蚀剂，以开发综合性能优良的抗蚀材料。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种含硅多苯基硫鎓盐单分子树脂及其光刻胶组合物，单分子树脂的制备方法。所述单分子树脂在光刻时既可以同时发挥主体材料和PAG的作用，也可以单独作为PAG使用。
[0005]本专利技术的技术方案如下：
[0006]一类式(I)或式(II)所示的化合物：
[0007][0008]其中，式(I)或式(II)中，R0、R
a1
～R
a12
相同或不同，各自独立地选自氢原子、羟基、C1‑
15
烷氧基或
‑
OR
b
，所述R
b
为具有酸敏感性的基团；
[0009]式(I)或式(II)中，硫鎓盐基团(即
‑
SR
C1
R
C2
或者
‑
SR
C3
R
C4
)独立地位于邻位、对位或间位；R
C1
～R
C5
相同或者不同，各自独立地选自未取代或任选被一个、两个或更多个R
s1
取代的如下基团：C1‑
15
烷基、C3‑
20
环烷基、C6‑
20
芳基、5
‑
20元杂芳基、3
‑
20元杂环基、
‑
C1‑
15
烷基
‑
C6‑
20
芳基、
‑
C1‑
15
烷基
‑5‑
20元杂芳基、
‑
C1‑
15
烷基
‑
CO
‑
C6‑
20
芳基、
‑
C1‑
15
烷基
‑
CO
‑5‑
20元杂芳
基、
‑
C1‑
15
烷基
‑
CO
‑
C1‑
15
烷基、
‑
C1‑
15
烷基
‑
CO
‑
C3‑
20
环烷基；
[0010]R
s1
选自NO2、卤素、C1‑
15
烷基、C1‑
15
烷氧基、C3‑
20
环烷基、C6‑
20
芳基、5
‑
20元杂芳基；
[0011]X
–
为阴离子，例如卤素离子、羧酸根、硫酸根、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、磺酰胺的阴离子、四氟硼酸根、六氟磷酸根或双三氟甲烷磺酰亚氨离子；
[0012]所述具有酸敏感性的基团R
b
是指可在酸性条件下发生反应，从而从主体上脱去的基团。
[0013]根据本专利技术的实施方案，所述具有酸敏感性的基团为
‑
CR1‑
O
‑
R1、
‑
CO
‑
O
‑
R1、
‑
CH2‑
CO
‑
O
‑
R1、
[0014]其中R1相同或不同，独立地选自未取代或任选被一个、两个或更多个R
s2
取代的如下基团：C1‑
15
烷基，C3‑
20
环烷基、C7‑
20
桥环基；的环上任选被一个、两个或更多个R
s2
取代；其中m为1至4的任一整数、表示基团与主体结构的连接键；
[0015]R
s2
相同或不同，彼此独立地选自如下基团：C1‑8烷基、C1‑8烷氧基、C3‑
10
环烷基。
[0016]优选地，所述具有酸敏感性的基团选自如下：
[0017][0018]其中，表示连接键。
[0019]优选地，基团R
C1
～R
C4
具体选自如下结构中的一种：
[0020][0021]其中，表示连接键。
[0022]在一个实施方案中，R0、R
a1
～R
a12
中的至少一个基团为羟基或
‑
OR
b
。
[0023]在一个实施方案中，R
a1
～R
a12
中的至少一个基团为羟基或
‑
OR
b
，例如至少三分之一的基团为羟基或
‑
OR
b
。
[0024]在一个实施方案中，R
a1
～R
a12
中在每一个苯环上至少有一个基团为羟基或
‑
OR
b
。
[0025]作为实例，式I所示化合物可以选自如下化合物：
[0026][0027][0028]作为实例，式II所示化合物可以选自如下化合物：
[0029][0030][0031]本专利技术还提供如上式(I)所示化合物的制备方法，包括：
[0032](A)将化合物(IV)与R
C2
‑
L1或(R
C2
O)2SO2、以及MX混合，反应得到式(I)化合物，L1为离去基团，例如卤素等；
[0033][0034]其中，R0、R
C1
～R
C3
、R
a1
～R
a12
如前述所定义，
[0035]或者，
[0036](B)将本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种化合物，其特征在于，具有如下式(I)或式(II)所示的结构：其中，式(I)或式(II)中，R0、R
a1
～R
a12
相同或不同，各自独立地选自氢原子、羟基、C1‑
15
烷氧基或
‑
OR
b
，所述R
b
为具有酸敏感性的基团；式(I)或式(II)中，硫鎓盐基团，即
‑
SR
C1
R
C2
或者
‑
SR
C3
R
C4
，独立地位于邻位、对位或间位；R
C1
～R
C5
相同或者不同，各自独立地选自未取代或任选被一个、两个或更多个R
s1
取代的如下基团：C1‑
15
烷基、C3‑
20
环烷基、C6‑
20
芳基、5
‑
20元杂芳基、3
‑
20元杂环基、
‑
C1‑
15
烷基
‑
C6‑
20
芳基、
‑
C1‑
15
烷基
‑5‑
20元杂芳基、
‑
C1‑
15
烷基
‑
CO
‑
C6‑
20
芳基、
‑
C1‑
15
烷基
‑
CO
‑5‑
20元杂芳基、
‑
C1‑
15
烷基
‑
CO
‑
C1‑
15
烷基、
‑
C1‑
15
烷基
‑
CO
‑
C3‑
20
环烷基；R
s1
选自NO2、卤素、C1‑
15
烷基、C1‑
15
烷氧基、C3‑
20
环烷基、C6‑
20
芳基、5
‑
20元杂芳基；X
–
为阴离子，选自卤素离子、羧酸根、硫酸根、烷基磺酸根、卤代烷基磺酸根、对甲苯磺酸根、磺酰胺的阴离子、四氟硼酸根、六氟磷酸根或双三氟甲烷磺酰亚氨离子。2.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于，所述具有酸敏感性的基团为
‑
CR1‑
O
‑
R1、
‑
CO
‑
O
‑
R1、
‑
CH2‑
CO
‑
O
‑
R1、其中R1相同或不同，独立地选自未取代或任选被一个、两个或更多个R
s2
取代的如下基团：C1‑
15
烷基，C3‑
20
环烷基、C7‑
20
桥环基；的环上任选被一个、两个或更多个R
s2
取代；其中m为1至4的任一整数、表示基团与主体结构的连接键；R
s2
相同或不同，彼此独立地选自如下基团：C1‑8烷基、C1‑8烷氧基、C3‑
10
环烷基。3.根据权利要求1
‑
2任一项所述的化合物，其特征在于，所述具有酸敏感性的基团选自如下：其中，表示连接键。优选地，基团R
C1
～R
C4
具体选自如下结构中的一种：
其中，表示连接键；优选的，R0、R
a1
～R
a12
中的至少一个基团为羟基或
‑
OR
b
；优选的，R
a1
～R
a12
中至少三分之一的基团为羟基或
‑
OR
b
；优选的，R
a1
～R
a12
中在每一个苯环上至少有一个基团为羟基或
‑
OR
b
；优选地，式I所示化合物选自如下化合物：
优选的，式II所示化合物选自如下化合物：
4.一种权利要求1
‑
3任一项所述化合物的制备方法，其中，所述式(I)化合物的方法包括如下步骤：(A)将化合物(IV)与R
C2
‑
L1或(R
C2
O)2SO2、以及MX混合，反应得到式(I)化合物，L1为离去基团，例如卤素；
其中，R0、R
C1
～R
C3
、R
a1
～R
a12
如权利要求1
‑
3任一项所定义，或者，(B)将化合物(IV)与R
C2
‑
L1或(R
C2
O)2SO2、以及MX混合，反应得到式(IIA)...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈金平，王亚珂，李嫕，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：