【技术实现步骤摘要】
本申请属于高分子合成材料，尤其涉及一种星形聚合物光刻胶成膜树脂及其制备方法与应用。
技术介绍
1、光刻是指在集成电路制造过程中利用光化学结合刻蚀方法，将掩模版上的图形转移至晶圆片上的过程，而光刻胶则是这一过程的核心材料。光刻胶是一种对光高度敏感的混合液体，主要成分包括主体树脂、增感剂和溶剂。其光敏特性使曝光区域在光照下发生化学反应，显现出与非曝光部分在碱液中溶解性的差异。经溶剂处理后，可溶性部分被去除，从而形成所需图像。
2、在摩尔定律的推动下，光刻工艺所需曝光光源波长不断缩短，对光刻胶的灵敏度、粗糙度和分辨率也提出了更高的要求。聚合物光刻胶凭借优异的成膜性及成熟的工艺流程，成为目前应用最广泛的胶种。其主体树脂通常采用自由基聚合合成。例如，申请公布号为cn 115991815 a的现有技术公开了一种树枝状聚合物类正性光刻胶树脂，提高了树脂的抗蚀刻性能。
3、但是，传统自由基聚合得到的产物存在以下问题：1)分子量分布宽，较宽的分子量分布在溶解过程中，直接影响了粗糙度和灵敏度；2)分子链拓扑结构难以控制，传统自由基聚合获得的聚合物大多为线性结构，致使光敏性基团的密度降低，限制了光刻胶性能的提升；3)难以确保不同批次树脂的一致性，对生产稳定性构成巨大的挑战。
技术实现思路
1、本申请的目的是公开一种星形聚合物光刻胶成膜树脂及其制备方法与应用，旨在解决现有光刻胶树脂的分子量分布宽、分子链拓扑结构难以控制以及光刻胶性能差的技术问题。
2、为了实现上述目的，
3、本申请的第一方面提供了一种星形聚合物光刻胶成膜树脂，其结构如式(i)所示：
4、
5、其中，r1选自氢原子、甲基中的一种；r2选自碳酸盐、酯、醚中的一种；r3选自烷基或单元脂环中的一种；x，y，z为正整数，三者之和为共聚物的聚合度；
6、所述星形聚合物光刻胶成膜树脂的数均分子量为3000-60000。
7、结合第一方面优选地，所述r2选自式(ii)-(vi)中的一种基团。
8、
9、结合第一方面优选地，所述r3选自式(vii)-(xiii)中的一种基团。
10、
11、本申请的第二方面提供了第一方面所述的星形聚合物光刻胶成膜树脂的制备方法，所述制备方法包括：
12、将苯乙烯、4-乙酰氧基苯乙烯、丙烯酸叔丁酯、raft试剂与引发剂溶解于第一溶剂中进行反应后，移入第二溶剂中进行沉降过滤，得到星形共聚物树脂p-1；
13、将所述星形共聚物树脂p-1和氨水加入到第一溶剂中进行脱乙酰化，蒸发溶剂后，即得所述星形聚合物光刻胶成膜树脂。
14、结合第二方面优选地，所述苯乙烯，4-乙酰氧基苯乙烯，丙烯酸叔丁酯的摩尔比为(10-30)：(40-70)：(15-30)。
15、结合第二方面优选地，所述raft试剂的结构如式(xiv)所示：
16、
17、式(xiv)
18、所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异戊腈、偶氮二异庚腈、偶氮异丁氰基甲酰胺、偶氮二异丁酸二甲酯中的一种或几种；
19、所述raft试剂与引发剂的摩尔比为(2-10)：1。
20、结合第二方面优选地，所述第一溶剂为二氯甲烷、氯仿、丙二醇单甲醚乙酸酯、四氢呋喃、甲苯、丙酮、二氧六环、二氯乙烷、三氯乙烷、二甲苯、甲基乙基酮中的一种或几种；
21、所述第二溶剂为正己烷或甲醇中的一种。
22、结合第一方面优选地，将苯乙烯，4-乙酰氧基苯乙烯，丙烯酸叔丁酯、raft试剂与引发剂溶解于第一溶剂中进行反应时，反应温度为60-125℃，反应时间为4-36h。
23、本申请的第三方面提供了一种光刻胶组合物，包括有机溶剂、溶解于所述有机溶剂中的感光剂以及第一方面所述的星形聚合物光刻胶成膜树脂；
24、其中，所述感光剂为三苯基硫鎓全氟丁基磺酸盐、三苯基硫鎓三氟甲基磺酸盐、二(4-叔丁苯基)碘鎓全氟丁基磺酸盐、二(4-叔丁苯基)碘鎓樟脑醌磺酸盐中的一种；
25、所述感光剂的质量分数为1-15％；
26、所述星形聚合物光刻胶成膜树脂的质量分数为5-30％。
27、本申请的第四方面提供了第三方面所述的光刻胶组合物在光刻技术中的应用。
28、与现有技术相比，本申请实施例的优点或有益效果至少包括：
29、本申请提供的星形聚合物光刻胶成膜树脂具有相对均匀且规则的四臂星形结构；一方面，具备更高的光敏基团含量，能够大幅提升光刻胶的分辨率，并且分子量分布窄，体系均匀，有助于光刻胶分辨率的进一步提升；另一方面，具备更低的分子链流体体积，缩小了链缠结的程度，能够明显优化粗糙度；同时能够使得制成的光刻胶组合物在光刻技术中具有广泛的应用前景。
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1.一种星形聚合物光刻胶成膜树脂，其特征在于，其结构如式(I)所示：
2.根据权利要求1所述的星形聚合物光刻胶成膜树脂，其特征在于，所述R2选自式(II)-(VI)中的一种基团。
3.根据权利要求1所述的星形聚合物光刻胶成膜树脂，其特征在于，所述R3选自式(VII)-(XIII)中的一种基团。
4.一种权利要求1-3任一项所述的星形聚合物光刻胶成膜树脂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
5.根据权利要求4所述的星形聚合物光刻胶成膜树脂的制备方法，其特征在于，所述苯乙烯，4-乙酰氧基苯乙烯，丙烯酸叔丁酯的摩尔比为(10-30)：(40-70)：(15-30)。
6.根据权利要求4所述的星形聚合物光刻胶成膜树脂的制备方法，其特征在于，所述RAFT试剂的结构如式(XIV)所示：
7.根据权利要求4所述的星形聚合物光刻胶成膜树脂的制备方法，其特征在于，所述第一溶剂为二氯甲烷、氯仿、丙二醇单甲醚乙酸酯、四氢呋喃、甲苯、丙酮、二氧六环、二氯乙烷、三氯乙烷、二甲苯、甲基乙基酮中的一种或几种；
8.根据权
9.一种光刻胶组合物，其特征在于，包括有机溶剂、溶解于所述有机溶剂中的感光剂以及权利要求1-3任一项所述的星形聚合物光刻胶成膜树脂；
10.一种权利要求9所述的光刻胶组合物在光刻技术中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种星形聚合物光刻胶成膜树脂，其特征在于，其结构如式(i)所示：
2.根据权利要求1所述的星形聚合物光刻胶成膜树脂，其特征在于，所述r2选自式(ii)-(vi)中的一种基团。
3.根据权利要求1所述的星形聚合物光刻胶成膜树脂，其特征在于，所述r3选自式(vii)-(xiii)中的一种基团。
4.一种权利要求1-3任一项所述的星形聚合物光刻胶成膜树脂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
5.根据权利要求4所述的星形聚合物光刻胶成膜树脂的制备方法，其特征在于，所述苯乙烯，4-乙酰氧基苯乙烯，丙烯酸叔丁酯的摩尔比为(10-30)：(40-70)：(15-30)。
6.根据权利要求4所述的星形聚合物光刻胶成膜树脂的制备方法，其特征在于，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯岸超，潘家晟，周昱霖，郭宝春，汤华燊，张立群，
申请(专利权)人：黄埔绿色先进材料技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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