CN117946331A - 一种聚合物、其制备方法及包含该聚合物的光刻胶组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种聚合物、其制备方法及包含该聚合物的光刻胶组合物,该聚合物包括如下所示的第一结构单元和第二结构单元;其中,R1为氢或甲基,R2为包含1~12个碳原子的烷基。本发明一实施方式的聚合物,具有良好的耐高温性能,用于制备光刻胶,可使所得光刻胶具有较佳的显影能力。第一结构单元:第二结构单元:
Description
技术领域
本发明涉及聚合物,尤其涉及一种可用作制备光刻胶的聚合物。
背景技术
光刻技术是现代半导体工业发展的基础,其发展大大推动了信息技术的发展。随着对新一代设备需求的不断增加,设备组件的小型化发展迅速,集成电路制造的规模也经历了从最初的小规模集成发展到大规模集成以及最终在单个芯片上有超过100万个图案晶体管的超大规模集成。半导体工业的持续发展要求更密集的制造技术,在过去的50年里,半导体界遵循摩尔定律这一黄金法则,半导体器件的节点从1971年的10mm减少到2014年的14nm,并在2018年达到了阶段性10nm和7nm的制造目标。为了进一步实现更小的节点目标,对更为先进的光刻技术和光刻胶的研发迫在眉睫。
光刻胶,又称光致刻蚀剂,当抗蚀剂暴露在光下,辐照会导致底层抗蚀剂材料的化学结构发生变化。在正性光刻胶中,长聚合物链会分解成更小的短链聚合物;而在负性光刻胶中,聚合物链会在辐照下交联形成更长的聚合物链。光刻胶正是利用辐射前后材料的溶解性能发生变化,并通过进一步的显影得到图案。
减小光波长是提高光刻胶图案分辨率的主要途径,面对集成电路要求光致抗蚀剂的分辨率不断提高的发展趋势,光刻技术经历了从G线(436nm)、I线(365nm)近紫外光学光刻,到深紫外(248nm和193nm)、真空紫外(157nm)光学光刻,再到极紫外(13.5nm)、X-射线(0.4nm)和电子束刻蚀等更为高端的光刻技术。目前,高端光刻技术虽然能实现更小的分辨率,但是工艺成本昂贵、操作复杂难以量产等问题限制着其广泛使用。因此,DUV(248nm)光刻胶仍是目前市场上使用最广泛且最具潜力的光刻胶体系。
为了匹配曝光光源和工艺的发展,光刻胶成膜树脂从聚乙烯醇肉桂酸酯、环化橡胶、酚醛树脂、聚对羟基苯乙烯发展到聚丙烯酸酯。聚丙烯酸酯类光刻胶因其能同时被用于248nm、193nm等深紫外工艺而被得到广泛研究,但当其被用于248nm光刻时,显现出了耐热性不足、抗刻蚀能力较差等问题,从而导致得到图形对比度差。因此,开发具有高稳定性的248nm光刻胶成膜树脂具有重要意义。
发明内容
为克服上述现有技术的至少一种缺陷,第一方面,本发明一实施方式提供了一种聚合物,包括如下所示的第一结构单元和第二结构单元;第一结构单元:第二结构单元:/>
其中,R1为氢或甲基,R2为包含1~12个碳原子的烷基。
根据本发明一实施方式,所述第一结构单元与所述第二结构单元的摩尔比为(1~4):(1~4);和/或,
R2为包含1~12个碳原子的直链烷基。
根据本发明一实施方式,所述第一结构单元与所述第二结构单元的摩尔比为1:(2~4);和/或,
R2为包含4~8个碳原子的烷基。
根据本发明一实施方式,所述第二结构单元的摩尔百分含量为20~85%。
根据本发明一实施方式,所述聚合物为嵌段共聚物或无规共聚物。
第二方面,本发明一实施方式提供了一种聚合物的制备方法,包括通过将聚合单体进行聚合反应制得所述聚合物;所述聚合单体包括如下所示的第一单体和第二单体;
第一单体:第二单体:/>
其中,R1为氢或甲基,R2为包含1~12个碳原子的烷基。
根据本发明一实施方式,所述聚合单体通过自由基聚合反应生成所述聚合物;和/或,
所述第一单体与所述第二单体的摩尔比为(1~4):(1~4)。
根据本发明一实施方式,所述自由基聚合反应的反应温度为60~75℃;和/或,
所述自由基聚合反应的反应时间为5~24h。
第三方面,本发明一实施方式提供了一种上述聚合物在制备光刻胶中的应用。
第四方面,本发明一实施方式提供了一种光刻胶组合物,包括上述的聚合物。
根据本发明一实施方式,所述聚合物在所述光刻胶组合物中的质量含量为2.5~10%;和/或,
所述光刻胶组合物包括所述聚合物、光致产酸剂和溶剂。
本发明一实施方式的聚合物,具有良好的耐高温性能,用于制备光刻胶,可使所得光刻胶具有稳定的显影能力。
本发明中,上述各技术方案之间还可以相互组合,以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分优点可从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的,而并不认为是对本发明的限制。
其中:
图1A为本发明实施例1、1-1、1-2以及对比例聚合物的TGA测试图;
图1B为本发明实施例1、1-1、1-2以及对比例聚合物的DSC测试图;
图2为本发明应用例1的光刻胶薄膜曝光显影后所得的图像;
图3A为本发明对比例的光刻胶薄膜曝光显影后所得的部分图像;
图3B为本发明应用例1的光刻胶薄膜曝光显影后所得的部分图像;
图3C为本发明应用例1-1的光刻胶薄膜曝光显影后所得的部分图像;
图4A为本发明应用例2-1的光刻胶薄膜曝光显影后所得的部分图像;
图4B为本发明应用例1的光刻胶薄膜曝光显影后所得的部分图像;
图4C为本发明应用例2-2的光刻胶薄膜曝光显影后所得的部分图像;
图4D为本发明应用例2-3的光刻胶薄膜曝光显影后所得的部分图像。
具体实施方式
下面对本发明的优选实施方式进行具体描述,其主要用于阐释本发明的原理,并非用于限定本发明的范围。
本发明一实施方式提供了一种聚合物,包括如下所示的第一结构单元和第二结构单元;
第一结构单元:第二结构单元:/>
其中,R1为氢或甲基,R2为包含1~12个碳原子的烷基。
于一实施方式中,第一结构单元与第二结构单元的摩尔比可以为(1~4):(1~4),进一步可以为1:(2~4),例如1:1、1:4、4:1。
本发明一实施方式的聚合物中,第一结构单元的摩尔百分含量为15~80%,例如25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%;第二结构单元的摩尔百分含量为20~85%,进一步为50~85%,例如25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%。
于一实施方式中,R2为包含1~12个碳原子的烷基,例如R2中的碳原子个数可以为2、3、4、5、6、7、8、9、10或11。
于一实施方式中,R2为包含1~12个碳原子的直链或支链烷基,进一步为含4~8个碳原子的烷基,例如乙基、正丁基、正辛基或正十二烷基。
于一实施方式中,聚合物的数均分子量可以为10000~21000,例如11000、12000、14000、14500、14800、15000、16000、18000、20000。
本发明一实施方式的聚合物,可以为嵌段共聚物,也可以为无规共聚物。
本发明一实施方式提供了一种用于制备上述聚合物的方法,包括通过将聚合单体进行聚合反应制得聚合物;聚合单体包括如下所示的第一单体和第二单体;
第一单体:第二单体:/>
其中,R1、R2适用前述针对第一结构单元和第二结构单元中R1、R2的限定。
于一实施方式中,R1为氢,第一单体为丙烯酸羟乙酯;或者,R1为甲基,第一单体为甲基丙烯酸羟乙酯。
于一实施方式中,第一单体与第二单体的摩尔比可以为(1~4):(1~4),进一步可以为1:(2~4),例如1:1、1:4、4:1。
于一实施方式中,在聚合单体中,第一单体的摩尔百分含量为15~80%,例如25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%;第二单体的摩尔百分含量为20~85%,进一步为50~85%,例如25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%。
于一实施方式中,聚合单体通过自由基聚合反应生成聚合物,反应温度可以为60~75℃,例如62℃、65℃、68℃、70℃、72℃;反应时间可以为5~24h,例如8h、10h、12h、15h、16h、18h、20h、22h。
于一实施方式中,在自由基聚合反应中,所使用的引发剂可以是偶氮二异丁腈(AIBN),引发剂用量可以是聚合单体用量的1~10mol%,例如2mol%、4mol%、5mol%、6mol%、8mol%。
于一实施方式中,在自由基聚合反应中,溶剂可以是四氢呋喃和乙腈的混合溶液,两者的体积比可以为四氢呋喃:乙腈=2:1。
本发明一实施方式的聚合物的制备方法包括:在惰性气体保护氛围下,将聚合单体、引发剂、溶剂分别加入三颈烧瓶中,在一定的温度下搅拌并进行反应,反应结束后,将反应溶液逐滴滴入乙酸乙酯中进行沉淀、过滤,随后将滤渣重新溶于溶剂中溶解,按照上述步骤进行二次沉淀、过滤,得到聚合物。
本发明一实施方式的聚合物,具有耐高温性能,可以用作光刻胶的成膜树脂,第二结构单元的存在可以提高成膜的均一性和稳定性;同时,由于单体侧链存在羟基,使其具有良好的粘附性。
本发明一实施方式的聚合物,具有良好的热性能和吸附性能。
本发明一实施方式的聚合物,可以作为负性光刻胶的成膜树脂,该光刻胶可以为深紫外光刻胶,例如248nm光刻胶。
本发明一实施方式提供了一种光刻胶组合物,包括上述的聚合物、光致产酸剂和溶剂。
于一实施方式中,聚合物在光刻胶组合物中的质量含量为2.5~10%,例如3%、4%、5%、6%、8%。
于一实施方式中,光致产酸剂在光刻胶组合物中的质量含量为0.75~3%,例如1%、1.5%、2%、2.5%;光致产酸剂例如可以是三苯基氯化硫鎓盐或N-羟基萘酰亚胺三氟甲磺酸酯。
于一实施方式中,光刻胶组合物为中的溶剂可以是乳酸乙酯;进一步地,光刻胶组合物可以为光刻胶溶液。
于一实施方式中,将聚合物、光致产酸剂及溶剂混合,待充分溶解后,用过滤器(例如0.5微米的过滤器)过滤得到光刻胶溶液。
本发明一实施方式提供了一种上述聚合物在制备光刻胶中的应用。
本发明一实施方式通过将丙烯酸羟乙酯类单体和乙烯基咪唑类离子液体单体进行聚合,得到具有耐高温性能良好的聚合物,该聚合物在前后烘等光刻工艺中能稳定存在;将该聚合物作为光刻胶成膜树脂与产酸剂、溶剂共同制得光刻胶,该光刻胶具有稳定的显影能力。
以下,结合具体实施例对本发明一实施方式的聚合物及其制备方法与应用进行进一步说明。其中,如无特别说明,所使用的原料均可通过市售获得。
实施例1聚合物的制备
取1.16g丙烯酸羟乙酯、2.31g 1-乙烯基-3-丁基咪唑溴盐作为聚合单体,在100ml三口烧瓶中依次加入磁子、0.164g AIBN、4.63g四氢呋喃/2.31g乙腈混合溶剂和上述聚合单体;随后通过三次冷冻循环置换体系内气体为高纯氮气,控制反应温度为65℃,反应24h。
反应结束后,将所得混合液滴入乙酸乙酯中进行沉淀、过滤,随后将滤渣重新加入四氢呋喃/乙腈溶剂中溶解,按照上述步骤进行二次沉淀、过滤,干燥得到聚合物产物,该聚合物的数均分子量为14802。
实施例1-1聚合物的制备
本实施例采用与实施例1相同的原料、工艺制备聚合物,区别仅在于:在实施例1中,第二单体1-乙烯基-3-丁基咪唑溴盐在聚合单体中的摩尔含量百分比为50%;本实施例中,第二单体1-乙烯基-3-丁基咪唑溴盐在聚合单体中的摩尔含量百分比为65%。
实施例1-2聚合物的制备
本实施例采用与实施例1相同的原料、工艺制备聚合物,区别仅在于:在实施例1中,第二单体1-乙烯基-3-丁基咪唑溴盐在聚合单体中的摩尔含量百分比为50%;本实施例中,第二单体1-乙烯基-3-丁基咪唑溴盐在聚合单体中的摩尔含量百分比为85%。
实施例2-1聚合物的制备
本实施例采用与实施例1相同的原料、工艺制备聚合物,区别仅在于:在实施例1中,所使用的第二单体为1-乙烯基-3-丁基咪唑溴盐;本实施例中,所使用的第二单体为1-乙烯基-3-乙基咪唑溴盐。
实施例2-2聚合物的制备
本实施例采用与实施例1相同的原料、工艺制备聚合物,区别仅在于:在实施例1中,所使用的第二单体为1-乙烯基-3-丁基咪唑溴盐;本实施例中,所使用的第二单体为1-乙烯基-3-辛基咪唑溴盐。
实施例2-3聚合物的制备
本实施例采用与实施例1相同的原料、工艺制备聚合物,区别仅在于:在实施例1中,所使用的第二单体为1-乙烯基-3-丁基咪唑溴盐;本实施例中,所使用的第二单体为1-乙烯基-3-十二烷基咪唑溴盐。
实施例3聚合物的制备
取4.64g丙烯酸羟乙酯、2.31g 1-乙烯基-3-丁基咪唑溴盐作为聚合单体,在100ml三口烧瓶中依次加入磁子、0.164g AIBN、4.63g四氢呋喃/2.31g乙腈混合溶剂和上述聚合单体;随后通过三次冷冻循环置换体系内气体为高纯氮气,控制反应温度为65℃,反应24h。
反应结束后,将所得混合液滴入乙酸乙酯中进行沉淀、过滤,随后将滤渣重新溶于四氢呋喃/乙腈溶剂中溶解,按照上述步骤进行二次沉淀、过滤,干燥得到聚合物产物。
实施例4聚合物的制备
取0.58g丙烯酸羟乙酯、4.62g 1-乙烯基-3-丁基咪唑溴盐作为聚合单体,在100ml三口烧瓶中依次加入磁子、0.164g AIBN、4.63g四氢呋喃/2.31g乙腈混合溶剂和上述聚合单体;随后通过三次冷冻循环置换体系内气体为高纯氮气,控制反应温度为65℃,反应24h。
反应结束后,将所得混合液滴入乙酸乙酯中进行沉淀、过滤,随后将滤渣重新溶于四氢呋喃/乙腈溶剂中溶解,按照上述步骤进行二次沉淀、过滤,干燥得到聚合物产物。
实施例5聚合物的制备
取1.16g丙烯酸羟乙酯、2.31g 1-乙烯基-3-丁基咪唑溴盐作为聚合单体,在100ml三口烧瓶中依次加入磁子、0.328g AIBN、4.63g四氢呋喃/2.31g乙腈混合溶剂和上述聚合单体;随后通过三次冷冻循环置换体系内气体为高纯氮气,控制反应温度为65℃,反应24h。
反应结束后,将所得混合液滴入乙酸乙酯中进行沉淀、过滤,随后将滤渣重新溶于四氢呋喃/乙腈溶剂中溶解,按照上述步骤进行二次沉淀、过滤,干燥得到聚合物产物。
实施例6聚合物的制备
取1.16g丙烯酸羟乙酯、2.31g 1-乙烯基-3-丁基咪唑溴盐作为聚合单体,在100ml三口烧瓶中依次加入磁子、0.0328g AIBN、4.63g四氢呋喃/2.31g乙腈混合溶剂和上述聚合单体;随后通过三次冷冻循环置换体系内气体为高纯氮气,控制反应温度为65℃,反应24h。
反应结束后,将所得混合液滴入乙酸乙酯中进行沉淀、过滤,随后将滤渣重新溶于四氢呋喃/乙腈溶剂中溶解,按照上述步骤进行二次沉淀、过滤,干燥得到聚合物产物。
实施例7聚合物的制备
取1.16g丙烯酸羟乙酯、2.31g 1-乙烯基-3-丁基咪唑溴盐作为聚合单体,在100ml三口烧瓶中依次加入磁子、0.164g AIBN、4.63g四氢呋喃/2.31g乙腈混合溶剂和上述聚合单体;随后通过三次冷冻循环置换体系内气体为高纯氮气,控制反应温度为65℃,反应5h。
反应结束后,将所得混合液滴入乙酸乙酯中进行沉淀、过滤,随后将滤渣重新溶于四氢呋喃/乙腈溶剂中溶解,按照上述步骤进行二次沉淀、过滤,干燥得到聚合物产物。
实施例8聚合物的制备
取1.16g丙烯酸羟乙酯、2.31g 1-乙烯基-3-丁基咪唑溴盐作为聚合单体,在100ml三口烧瓶中依次加入磁子、0.164g AIBN、4.63g四氢呋喃/2.31g乙腈混合溶剂和上述聚合单体;随后通过三次冷冻循环置换体系内气体为高纯氮气,控制反应温度为65℃,反应12h。
反应结束后,将所得混合液滴入乙酸乙酯中进行沉淀、过滤,随后将滤渣重新溶于四氢呋喃/乙腈溶剂中溶解,按照上述步骤进行二次沉淀、过滤,干燥得到聚合物产物。
实施例9聚合物的制备
取1.16g丙烯酸羟乙酯、2.31g 1-乙烯基-3-丁基咪唑溴盐作为聚合单体,在100ml三口烧瓶中依次加入磁子、0.164g AIBN、4.63g四氢呋喃/2.31g乙腈混合溶剂和上述聚合单体;随后通过三次冷冻循环置换体系内气体为高纯氮气,控制反应温度为60℃,反应24h。
反应结束后,将所得混合液滴入乙酸乙酯中进行沉淀、过滤,随后将滤渣重新溶于四氢呋喃/乙腈溶剂中溶解,按照上述步骤进行二次沉淀、过滤,干燥得到聚合物产物。
实施例10聚合物的制备
取1.16g丙烯酸羟乙酯、2.31g 1-乙烯基-3-丁基咪唑溴盐作为聚合单体,在100ml三口烧瓶中依次加入磁子、0.164g AIBN、4.63g四氢呋喃/2.31g乙腈混合溶剂和上述聚合单体;随后通过三次冷冻循环置换体系内气体为高纯氮气,控制反应温度为75℃,反应24h。
反应结束后,将所得混合液滴入乙酸乙酯中进行沉淀、过滤,随后将滤渣重新溶于四氢呋喃/乙腈溶剂中溶解,按照上述步骤进行二次沉淀、过滤,干燥得到聚合物产物,该聚合物的数均分子量为20663。
实施例11聚合物的制备
取1.30g甲基丙烯酸羟乙酯、2.31g 1-乙烯基-3-丁基咪唑溴盐作为聚合单体,在100ml三口烧瓶中依次加入磁子、0.164g AIBN、4.81g四氢呋喃/2.41g乙腈混合溶剂和上述聚合单体;随后通过三次冷冻循环置换体系内气体为高纯氮气,控制反应温度为65℃,反应24h。
反应结束后,将所得混合液滴入乙酸乙酯中进行沉淀、过滤,随后将滤渣重新溶于四氢呋喃/乙腈溶剂中溶解,按照上述步骤进行二次沉淀、过滤,干燥得到聚合物产物。
实施例12聚合物的制备
取1.16g丙烯酸羟乙酯、2.31g 1-乙烯基-3-乙基咪唑溴盐作为聚合单体,在100ml三口烧瓶中依次加入磁子、0.164g AIBN、4.21g四氢呋喃/2.11g乙腈混合溶剂和上述聚合单体;随后通过三次冷冻循环置换体系内气体为高纯氮气,控制反应温度为65℃,反应24h。
反应结束后,将所得混合液滴入乙酸乙酯中进行沉淀、过滤,随后将滤渣重新溶于四氢呋喃/乙腈溶剂中溶解,按照上述步骤进行二次沉淀、过滤,干燥得到聚合物产物。
应用例1
光刻胶溶液的制备
将实施例1制得的聚合物0.1g、乳酸乙酯溶剂2.0g、三苯基氯化硫鎓盐产酸剂0.03g加入样品瓶中震荡溶解,使用0.22μm的滤膜过滤,避光保存。
光刻胶薄膜的制备
将所得到的光刻胶制膜,具体操作如下:在硅片上以3000rpm的转速旋涂上述光刻胶,在110℃,60min光刻胶薄膜。使用DUV(254nm,1mW/cm2)光源进行曝光,曝光完成后,在热板上进行110℃,60min后烘烤,利用2.38%四甲基氢氧化铵溶液显影30s后所得的图案参见图2、3B、4B。
应用例1-1
本例采用与应用例1基本相同的原料、工艺制备光刻胶溶液以及光刻胶薄膜,区别仅在于:在光刻胶溶液的制备中,所使用的聚合物为实施例1-2制得的聚合物。
将所制得的光刻胶薄膜采用与应用例1相同的方法进行曝光显影,所得图案参见图3C。
应用例2-1
本例采用与应用例1基本相同的原料、工艺制备光刻胶溶液以及光刻胶薄膜,区别仅在于:在光刻胶溶液的制备中,所使用的聚合物为实施例2-1制得的聚合物。
将所制得的光刻胶薄膜采用与应用例1相同的方法进行曝光显影,所得图案参见图4A。
应用例2-2
本例采用与应用例1基本相同的原料、工艺制备光刻胶溶液以及光刻胶薄膜,区别仅在于:在光刻胶溶液的制备中,所使用的聚合物为实施例2-2制得的聚合物。
将所制得的光刻胶薄膜采用与应用例1相同的方法进行曝光显影,所得图案参见图4C。
应用例2-3
本例采用与应用例1基本相同的原料、工艺制备光刻胶溶液以及光刻胶薄膜,区别仅在于:在光刻胶溶液的制备中,所使用的聚合物为实施例2-3制得的聚合物。
将所制得的光刻胶薄膜采用与应用例1相同的方法进行曝光显影,所得图案参见图4D。
应用例3光刻胶溶液的制备
将实施例3制得的聚合物0.05g、乳酸乙酯溶剂2.0g、三苯基氯化硫鎓盐产酸剂0.03g加入样品瓶中震荡溶解,使用0.22μm的滤膜过滤,避光保存。
应用例4光刻胶溶液的制备
将实施例5制得的聚合物0.2g、乳酸乙酯溶剂2.0g、三苯基氯化硫鎓盐产酸剂0.03g加入样品瓶中震荡溶解,使用0.22μm的滤膜过滤,避光保存。
应用例5光刻胶溶液的制备
将实施例10制得的聚合物0.1g、乳酸乙酯溶剂2.0g、三苯基氯化硫鎓盐产酸剂0.015g加入样品瓶中震荡溶解,使用0.22μm的滤膜过滤,避光保存。
应用例6光刻胶溶液的制备
将实施例11制得的聚合物0.1g、乳酸乙酯溶剂2.0g、三苯基氯化硫鎓盐产酸剂0.06g加入样品瓶中震荡溶解,使用0.22μm的滤膜过滤,避光保存。
应用例7光刻胶溶液的制备
将实施例1制得的聚合物0.1g、乳酸乙酯溶剂2.0g、N-羟基萘酰亚胺三氟甲磺酸酯产酸剂0.06g加入样品瓶中震荡溶解,使用0.22μm的滤膜过滤,避光保存。
对比例
聚合物的制备
采用与实施例1基本相同的原料、工艺制备聚合物,区别仅在于:仅以丙烯酸羟乙酯作为聚合单体。
光刻胶溶液及光刻胶薄膜的制备
采用与应用例1基本相同的原料、工艺制备光刻胶溶液以及光刻胶薄膜,区别仅在于:在光刻胶溶液的制备中,所使用的聚合物为上述仅以丙烯酸羟乙酯作为聚合单体制得的聚合物。
将所制得的光刻胶薄膜采用与应用例1相同的方法进行曝光显影,所得图案参见图3A。
将实施例1、1-1、1-2以及对比例制得的聚合物进行TGA、DSC测试,相关结果参见图1A、1B。其中,无离子液体的曲线a为对比例聚合物的测试曲线,50%离子液体的曲线b为实施例1聚合物的测试曲线,65%离子液体的曲线c为实施例1-1聚合物的测试曲线,85%离子液体的曲线d为实施例1-2聚合物的测试曲线。从图中可以看出,随着离子液体(第二单体)在聚合单体中摩尔含量的增加,聚合物的热稳定性得到提高。
图3A、3B、3C分别为对比例聚合物、实施例1聚合物、实施例1-2聚合物制得的光刻胶薄膜曝光显影后的相同图像,相比较可以看出,随着聚合单体中离子液体含量的增多,所得聚合物的吸附性能显著提高,进而使所制得的光刻胶薄膜具有更佳的显影效果。由此,聚合单体中第二单体的摩尔比优选为50~85%。
图4A、4B、4C、4D分别为实施例2-1聚合物、实施例1聚合物、实施例2-2聚合物、实施例2-3聚合物制得的光刻胶薄膜曝光显影后的相同图像。相比较可以看出,图4A明显存在显影不彻底的情况,即,当第二单体的R2为乙基时(实施例2-1单体),所得聚合物薄膜存在显影不彻底的问题。从图4B、4C可以看出,第二单体的R2取代基为丁基和辛基时,所得聚合物均表现出更好的光刻效果。而第二单体的R2烷基链长度进一步增加至12烷基时,所得聚合物表现出明显的悬涂效果差,膜不致密的情况。由此,第二单体中的R2优选为含4~8个碳原子的烷基。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种聚合物,包括如下所示的第一结构单元和第二结构单元;
第一结构单元:第二结构单元:/>
其中,R1为氢或甲基,R2为包含1~12个碳原子的烷基。
2.根据权利要求1所述的聚合物,其中,所述第一结构单元与所述第二结构单元的摩尔比为(1~4):(1~4);和/或,
R2为包含1~12个碳原子的直链烷基。
3.根据权利要求1所述的聚合物,其中,所述第一结构单元与所述第二结构单元的摩尔比为1:(2~4);和/或,
R2为包含4~8个碳原子的烷基。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的聚合物,其中,所述第二结构单元的摩尔百分含量为20~85%。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的聚合物,其为嵌段共聚物或无规共聚物。
6.一种聚合物的制备方法,包括通过将聚合单体进行聚合反应制得所述聚合物;所述聚合单体包括如下所示的第一单体和第二单体;
第一单体:第二单体:/>
其中,R1为氢或甲基,R2为包含1~12个碳原子的烷基。
7.根据权利要求6所述的方法,其中,所述聚合单体通过自由基聚合反应生成所述聚合物,所述自由基聚合反应的反应温度为60~75℃,反应时间为5~24h;和/或,
所述第一单体与所述第二单体的摩尔比为(1~4):(1~4)。
8.权利要求1至5中任一项所述的聚合物或权利要求6或7所述的方法制得的聚合物在制备光刻胶中的应用。
9.一种光刻胶组合物,包括权利要求1至5中任一项所述的聚合物或权利要求6或7所述的方法制得的聚合物。
10.根据权利要求9所述的光刻胶组合物,其中,所述聚合物在所述光刻胶组合物中的质量含量为2.5~10%;和/或,
所述光刻胶组合物包括所述聚合物、光致产酸剂和溶剂。
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