【技术实现步骤摘要】
本申请涉及光刻材料，更具体地说，它涉及一种含氟聚合物及其制备方法及用该聚合物制得的arf浸没式光刻胶。
技术介绍
1、arf浸没式光刻作为先进制程的主导光刻工艺，结合多重曝光工艺，分辨率覆盖45-7nm，主要用于半导体制造过程中的微细图案转移。arf浸没式光刻延续了arf光源，在光刻胶和光刻机镜头之间增加了水介质，提高了光刻胶的分辨率和焦深。
2、浸没式光刻过程中，光刻胶和水之间会发生组分交换(水渗入光刻胶导致溶胀光刻胶中的小分子扩散到水中)，导致水和光刻机镜头污染损坏，光刻胶性能下降和缺陷增多。因此，在光刻胶表面形成抗水涂层成为浸没式光刻的有效方法。
3、针对上述中的相关技术，专利技术人发现，现有技术中抗水组分的引入导致arf浸没式光刻胶组分之间的相容性还难以满足工艺生产应用的要求，导致最终arf浸没式光刻胶的显影性能不强。
4、含氟聚合物的可极化率较低、分子间作用力小，具有较低的表面能，能够在溶液或者聚合物体系中自发相分离迁移至表面，形成表面含氟层，起到优异的疏水作用，在光刻胶表面抗水涂层领域有着广泛的应用前景。
5、将低表面能含氟聚合物和arf光刻胶共混，含氟聚合物在旋涂成膜过程中富集到光刻胶膜表面，形成抗水涂层，需要满足以下要求：
6、1.含氟聚合物和光刻胶溶液相容性良好，不分层，不团聚；
7、2.形成的抗水层疏水性强；
8、3.对显影液具有亲和性，曝光区域能溶于显影液。
9、鉴于此，有必要开发一种具有良好性能的含氟聚合物用于
技术实现思路
1、为了提高arf浸没式光刻胶的组分相容性，提高其接触角，改善显影性能，本申请提供一种含氟聚合物及其制备方法及用该聚合物制得的arf浸没式光刻胶。
2、第一方面，本申请提供一种含氟聚合物，采用如下的技术方案：
3、一种含氟聚合物，以mol％计，包括以下组分：5-15mol％的a单体、55-80mol％的b单体以及15-30mol％的c单体；
4、所述a单体为侧链为内酯的甲基丙烯酸酯单体；
5、所述b单体为侧链含有保护基团的甲基丙烯酸酯单体；
6、所述c单体为侧链含氟的甲基丙烯酸酯单体。
7、通过采用上述技术方案，c单体中的含氟侧链具有显著的疏水性质，而且在特定的条件下能够表现出碱溶性，这能够在光刻胶的表面形成一层疏水层，提高光刻胶与水的接触角，同时有助于光刻胶在显影过程中更好地溶解于显影液中，从而有效改善其显影性能。
8、含氟聚合物中a单体的内酯和b单体的保护基，有利于提高含氟聚合物和光刻胶成膜树脂的相容性，提高光刻胶溶液的稳定性；c单体的氟链疏水性和低表面能有助于含氟聚合物迁移到光刻胶表面形成抗水层；a单体的内酯提供碱性显影液的亲和性，使得显影更加充分。
9、a、b、c三种单体通过特定的比例组合形成含氟聚合物，能够在分子结构上形成一定的匹配性和相互作用力，使得本申请的含氟聚合物在应用于制备光刻胶时能够增强光刻胶各组分的相容性，显著提升光刻胶的整体性能，减少光刻胶在使用过程中可能出现的相分离现象，确保光刻胶的稳定性和一致性，从而提升显影性能。
10、可选的，所述a单体结构通式如下：其中r1为h或ch3，r2的结构如下所示结构中的任意一种：其中r3为烷基取代烃。
11、可选的，a单体的结构如：
12、依次为2-羰基-四氢呋喃-3-羟基-甲基丙烯酸酯，2-羧基-4-降冰片内酯-5-甲基丙烯酸酯，2-氧代-2-[(5-氧代-4-氧杂三环[4.2.1.03,7]非-2-基)氧基]乙基甲基丙烯酸酯。
13、可选的，所述b单体结构通式如下：
14、其中r1为h或ch3，r4、r5、r6为烷基或者脂肪环基，也可以是r4，r5、r6组成环状结构，如：1-甲基环戊基甲基丙烯酸酯、1-乙基环戊基甲基丙烯酸酯、1-乙基环己基甲基丙烯酸酯、1-乙基环己基丙烯酸酯、1-金刚烷基甲基丙烯酸酯、1-金刚烷基丙烯酸酯、丙烯酸金刚烷甲醇酯、甲基丙烯酸金刚烷甲醇酯、2-甲基2-金刚烷基甲基丙烯酸酯、2-甲基2-金刚烷基丙烯酸酯、2-乙基2-金刚烷基甲基丙烯酸酯、2-乙基2-金刚烷基丙烯酸酯、2-异丙基2-金刚烷基甲基丙烯酸酯、2-异丙基2-金刚烷基丙烯酸酯、3-羟基-1-金刚烷基丙烯酸酯、3-羟基-1-金刚烷基甲基丙烯酸酯中的任意一种；
15、或是甲基丙烯酸5-(2-羧酸叔丁酯基)降冰片酯、丙烯酸5-(2-羧酸叔丁酯基)降冰片酯、甲基丙烯酸5-(2-羧酸甲基环己酯基)降冰片酯、丙烯酸5-(2-羧酸甲基环己酯基)降冰片酯、甲基丙烯酸5-(2-羧酸1-甲基环己酯基)降冰片酯、丙烯酸5-(2-羧酸1-甲基环己酯基)降冰片酯、甲基丙烯酸5-(2-羧酸1-乙基环戊酯基)降冰片酯、丙烯酸5-(2-羧酸1-乙基环戊酯基)降冰片酯、甲基丙烯酸5-(2-甲酰1-乙基环戊酯基)降冰片酯、丙烯酸5-(2-甲酰1-乙基环戊酯基)降冰片酯、甲基丙烯酸5-(2-羧酸1-乙基环己酯基)降冰片酯、丙烯酸5-(2-羧酸1-乙基环己酯基)降冰片酯、甲基丙烯酸5-(2-羧酸2-丁内酯基)降冰片酯、丙烯酸5-(2-羧酸2-丁内酯基)降冰片酯、甲基丙烯酸5-(2-羧酸2-己内酯基)降冰片酯、丙烯酸5-(2-羧酸2-己内酯基)降冰片酯中的任意一种。
16、可选的，所述c单体结构通式如下：
17、其中r1为h或ch3；r3为含氟的烷基，如：2,2-二氟-3-(甲基丙烯酰氧基)戊酸叔丁酯、甲基丙烯酸八氟戊酯、甲基丙稀酸六氟异丙酯和2-((2,2,3,3,3-五氟丙酰基)氧基)甲基丙烯酸乙酯的任意一种。
18、第二方面，本申请提供一种含氟聚合物的制备方法，采用如下的技术方案：
19、一种含氟聚合物的制备方法，包括以下步骤：
20、s1.按配比，将a单体、b单体、c单体和引发剂溶于第一溶剂得到溶液a；
21、s2.将所述溶液a在n2保护氛围、温度为60-90℃并搅拌的条件下滴加入第一溶剂中，滴加时长为2-6h，然后继续加热10-20h，得溶液b；
22、s3.将所述溶液b加入第二溶剂中并抽滤，然后在真空下干燥即得含氟聚合物。
23、通过采用上述技术方案，通过简单的工艺即可制得具有良好性能的含氟聚合物，无需复杂的制备条件。
24、可选的，所述第一溶剂为四氢呋喃、丁酮、醋酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯中的任意一种；所述第二溶剂为石油醚、正己烷、正庚烷中的任意一种。
25、第三方面，本申请的一种含氟聚合物能够应用于制备arf浸没式光刻胶，采用如下的技术方案：
26、一种arf浸没式光刻胶，原料包括权利要求1-4任一项所述的含氟聚合物，还包括arf光刻胶成膜聚合物、光致产酸剂、碱性添加剂和溶剂；
27、所述含氟聚合物与所述arf光刻胶成膜聚合物的质本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种含氟聚合物，其特征在于，以mol％计，包括以下组分：5-15mol％的A单体、55-80mol％的B单体以及15-30mol％的C单体；
2.根据权利要求1所述的含氟聚合物，其特征在于，所述A单体结构通式如下：其中R1为H或CH3，R2的结构如下所示结构中的任意一种：其中R3为烷基取代烃，如：2-羰基-四氢呋喃-3-羟基-甲基丙烯酸酯、2-羧基-4-降冰片内酯-5-甲基丙烯酸酯和2-氧代-2-[(5-氧代-4-氧杂三环[4.2.1.03,7]非-2-基)氧基]乙基甲基丙烯酸酯的任意一种。
3.根据权利要求1所述的含氟聚合物，其特征在于，所述B单体结构通式如下：其中R1为H或CH3，R4、R5、R6为烷基或者脂肪环基，也可以是R4、R5、R6组成环状结构，如：1-甲基环戊基甲基丙烯酸酯、1-乙基环戊基甲基丙烯酸酯、1-乙基环己基甲基丙烯酸酯、1-乙基环己基丙烯酸酯、1-金刚烷基甲基丙烯酸酯、1-金刚烷基丙烯酸酯、丙烯酸金刚烷甲醇酯、甲基丙烯酸金刚烷甲醇酯、2-甲基2-金刚烷基甲基丙烯酸酯、2-甲基2-金刚烷基丙烯酸酯、2-乙基2-金刚烷基甲基丙烯酸酯
4.根据权利要求1所述的含氟聚合物，其特征在于，所述C单体结构通式如下：其中R1为H或CH3；R3为含氟的烷基，如：2,2-二氟-3-(甲基丙烯酰氧基)戊酸叔丁酯、甲基丙烯酸八氟戊酯、甲基丙稀酸六氟异丙酯和2-((2,2,3,3,3-五氟丙酰基)氧基)甲基丙烯酸乙酯的任意一种。
5.权利要求1-4任一项所述的含氟聚合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.一种ArF浸没式光刻胶，其特征在于，原料包括权利要求1-4任一项所述的含氟聚合物，还包括ArF光刻胶成膜聚合物、光致产酸剂、碱性添加剂和溶剂；
7.根据权利要求6所述的ArF浸没式光刻胶，其特征在于，所述光致产酸剂选自重氮盐、硫鎓盐、碘鎓盐、磺酰基重氮甲烷、N-羟基酰亚胺磺酸酯、亚胺磺酸酯、硝基苄苯磺酸酯和磺酸肟酯类中的任意一种或多种。
8.根据权利要求6所述的ArF浸没式光刻胶，其特征在于，所述碱性添加剂选自四正丁基氢氧化铵、四丁基乙酸铵、三辛胺、2，6-二异丙基苯胺和三乙醇胺中的任意一种或多种。
9.根据权利要求6所述的ArF浸没式光刻胶，其特征在于，所述第三溶剂选自丙二醇甲醚醋酸酯、乳酸乙酯、醋酸乙酯、2-庚酮、乙二醇单甲醚乙酸酯、环己酮、甲基戊酮醇、γ-丁内酯和3-乙氧基丙酸中的任意一种或多种。
10.根据权利要求6所述的ArF浸没式光刻胶，其特征在于，所述的ArF浸没式光刻胶经过涂膜、烘烤成膜，曝光显影得到图形。
...【技术特征摘要】
1.一种含氟聚合物，其特征在于，以mol％计，包括以下组分：5-15mol％的a单体、55-80mol％的b单体以及15-30mol％的c单体；
2.根据权利要求1所述的含氟聚合物，其特征在于，所述a单体结构通式如下：其中r1为h或ch3，r2的结构如下所示结构中的任意一种：其中r3为烷基取代烃，如：2-羰基-四氢呋喃-3-羟基-甲基丙烯酸酯、2-羧基-4-降冰片内酯-5-甲基丙烯酸酯和2-氧代-2-[(5-氧代-4-氧杂三环[4.2.1.03,7]非-2-基)氧基]乙基甲基丙烯酸酯的任意一种。
3.根据权利要求1所述的含氟聚合物，其特征在于，所述b单体结构通式如下：其中r1为h或ch3，r4、r5、r6为烷基或者脂肪环基，也可以是r4、r5、r6组成环状结构，如：1-甲基环戊基甲基丙烯酸酯、1-乙基环戊基甲基丙烯酸酯、1-乙基环己基甲基丙烯酸酯、1-乙基环己基丙烯酸酯、1-金刚烷基甲基丙烯酸酯、1-金刚烷基丙烯酸酯、丙烯酸金刚烷甲醇酯、甲基丙烯酸金刚烷甲醇酯、2-甲基2-金刚烷基甲基丙烯酸酯、2-甲基2-金刚烷基丙烯酸酯、2-乙基2-金刚烷基甲基丙烯酸酯、2-乙基2-金刚烷基丙烯酸酯、2-异丙基2-金刚烷基甲基丙烯酸酯、2-异丙基2-金刚烷基丙烯酸酯、3-羟基-1-金刚烷基丙烯酸酯、3-羟基-1-金刚烷基甲基丙烯酸酯中的任意一种；
4.根据权利要求1所述的含氟聚合物，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑祥飞，翁宇晨，何坤，陈田恬，季昌彬，徐亮，陈韦帆，
申请(专利权)人：瑞红苏州电子化学品股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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