[發(fā)明專利]一種光產酸劑及其制備方法和應用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611122773.2
• 申請日: 2016-12-08
• 公開（公告）號: CN108178807B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發(fā)明（設計）人: 鄧海;彭彧
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: C08F8/34
• 分類號: C08F8/34;C08F120/14;G03F7/004
• 代理公司: 上海一平知識產權代理有限公司 31266
• 代理人: 馬思敏;陸鳳

本發(fā)明涉及一種光產酸劑及其制備方法和應用。具體地，本發(fā)明公開了一種光產酸劑，所述光產酸劑包含高分子骨架和結合于所述高分子骨架上的產酸活性基團，并且，在所述光產酸劑中，50?100wt％的所述產酸活性基團位于所述高分子骨架的末端。本發(fā)明還公開了所述光產酸劑的制備方法和應用。由于所述光產酸劑采用高分子骨架且所述產酸活性基團基本位于所述高分子骨架的末端，因此所述光產酸劑具有高的量子效率、高的產酸效率、低的擴散且分解產物揮發(fā)性小的優(yōu)點。

技術領域

本發(fā)明涉及材料領域，具體地涉及一種光產酸劑及其制備方法和應用。

背景技術

光致抗蝕劑是經特定波長光照后能發(fā)生溶解度變化的多組分混合物，曝光與未曝光部分之一易被顯影液除去，暴露出需進一步刻蝕或修飾的表面?；瘜W增幅光致抗蝕劑(CAR)，含有能光解產酸的物質——光產酸劑(PAG)。其中重要的一類是鎓鹽。經光照后，碘鎓或硫鎓離子發(fā)生降解，而陰離子部分獲質子成酸，催化光刻膠中烯酯結構的分解。

光產酸劑是光敏樹脂以外、光刻膠中的最重要組成部分。光刻膠的設計離不開光產酸劑的設計與合成。因此，設計光刻膠時，需考察其中光產酸劑的透光能力、量子效率、本身的擴散距離和所產生酸的擴散距離等。這些性能直接影響光刻膠的分辨率、線寬粗糙度(LWR)和profile等。

傳統(tǒng)的可聚合PAG，由于其活性單位位置是隨機分布于高分子主鏈上，因而很容易被高分子鏈包裹，故其量子效率和產生酸的擴散效率都較為低下。

為了滿足市場日益提高的需求，本領域急需開發(fā)一種性能更優(yōu)的光產酸劑。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種具有新型結構和更優(yōu)性能的光產酸劑及其制備方法和應用。

本發(fā)明的第一方面，提供了一種光產酸劑，所述光產酸劑包含高分子骨架和結合于所述高分子骨架上的產酸活性基團，并且，在所述光產酸劑中，50-100wt％的所述產酸活性基團位于所述高分子骨架的末端。

在另一優(yōu)選例中，在所述光產酸劑中，60-99wt％的所述產酸活性基團位于所述高分子骨架的末端，較佳地70-95wt％，更佳地80-90wt％。

在另一優(yōu)選例中，所述光產酸劑的末端中，10-100％摩爾數(shù)的末端為所述產酸活性基團。

在另一優(yōu)選例中，所述光產酸劑的末端中，20-90％摩爾數(shù)的末端為所述產酸活性基團，較佳地30-80％摩爾數(shù)，更佳地40-60％摩爾數(shù)。

在另一優(yōu)選例中，所述產酸活性基團通過共價鍵結合于所述高分子骨架上，且所述產酸活性基團的共價鍵合的前體具有選自下組的鍵合位點：鹵素、羥基、氨基、亞胺基、或其組合。

在另一優(yōu)選例中，所述產酸活性基團的共價鍵合的前體為選自下組的鎓鹽型結構單元：硫鎓、碘鎓、或其組合。

在另一優(yōu)選例中，所述鎓鹽型結構單元具有式I所示結構：

X^-Y⁺ 式I

式中，Y⁺具有選自下組的結構：R₁R₂R₃S⁺、R₅R₆I⁺、或其組合；

R₁、R₂、R₃可相同或不同，分別獨立地選自下組：取代或未取代的C1-C10烷基、取代或未取代的C3-C10環(huán)烷基、取代或未取代的C6-C18芳基、-R₄(C＝O)-取代或未取代的C6-C18芳基、含1-2個選自S、O、N的雜原子的5-10元芳香雜環(huán)、-R₄-取代或未取代的C6-C18芳基、或其組合；