【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于光刻膠技術材料領域，具體涉及一種含氟芳香酸配體修飾的鋯金屬氧化物納米簇光刻膠材料及其制備方法與應用。
技術介紹
1、伴隨世界進入數字時代，計算機、智能電子產品及互聯網絡日益成為生活和生產的中心，這使得人們對數字處理器和存儲器的性能要求不斷攀升，這就意味著電子元件的集成度越來越高。
2、光刻的線寬極限和精度直接決定了集成電路的集成度、可靠性和成本。光刻膠是光刻工藝中最為關鍵的材料。通過將光刻膠涂覆在硅片表面，然后使用特定波長的光線進行照射，光刻膠會根據光線的照射情況發生化學變化，通過顯影最終形成所需的圖案。光刻膠的分辨率決定了能夠制造出的芯片特征尺寸的最小限度，高分辨率的光刻膠可以實現更精細的圖案，從而提高芯片的集成度和性能。
3、極紫外光刻(euvl)是目前國際上先進的光刻技術，其光源的低光子利用效率嚴重限制了euvl系統的生產能力，因此開發更高靈敏度的euv抗蝕劑成為了當前半導體行業的迫切需求。近年來，多種含金屬的新型光刻膠被研發出來，其中金屬氧簇由于其分子尺寸小且均勻、具有高euv吸收橫截面的元素等優點備受研究者的青睞。
4、euv光刻膠的發展一直受限于三個因素：分辨率、線邊緣粗糙度、光敏性，這三種因素存在著相互制約的關系。目前所研究金屬氧化物納米簇光刻膠主要集中在單一的羧酸配體，其中以甲基丙烯酸配體為主。這類甲基丙烯酸配體的金屬氧化物納米簇光刻膠形成光刻圖案時靈敏度較高，但其圖案分辨率低，無法形成更高分辨率的圖案。
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6、因此，如何在最小影響金屬氧簇靈敏度的情況下，形成更高質量、分辨率更高的光刻圖案，是目前最需要解決的問題。
技術實現思路
1、針對現有技術存在的不足，本專利技術提供一種含氟芳香酸配體修飾的鋯金屬氧化物納米簇光刻膠材料及其制備方法與應用。本專利技術通過配體交換的方法在鋯基金屬氧化物納米簇中引入部分含氟芳香酸配體，得到具有混合配體的鋯金屬氧化物納米簇；本專利技術制備方法簡單，原料廉價易得，成本低，適于工業化生產。本專利技術含氟芳香酸配體修飾的鋯金屬氧化物納米簇光刻膠材料可適用于紫外光刻、電子束光刻、極紫外光刻，所形成的光刻圖案具有線邊緣粗糙度低，高分辨率等優點，具有廣闊的應用前景。
2、本專利技術的技術方案如下：
3、一種含氟芳香酸配體修飾的鋯金屬氧化物納米簇光刻膠材料，結構通式為zr6o4(oh)4(maa)x(l)12-x，其中，x取值為0-11，maa為甲基丙烯酸配位基，l為含氟芳香酸配位基。
4、根據本專利技術優選的，含氟芳香酸配位基是由以下一種或兩種配位化合物所形成的配位基：
5、
6、根據本專利技術優選的，x取值為7-11。
7、上述含氟芳香酸配體修飾的鋯金屬氧化物納米簇光刻膠材料的制備方法，包括步驟：
8、將zr6o4(oh)4(maa)12溶液和含氟芳香酸配體化合物溶液混合，經反應，旋蒸、干燥得到含氟芳香酸配體修飾的鋯金屬氧化物納米簇光刻膠材料。
9、根據本專利技術優選的，zr6o4(oh)4(maa)12溶液所用溶劑為丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、乳酸乙酯、丙酮、甲醇、乙醇、環己酮、環戊酮、四氫呋喃、三氯甲烷、正丁醇、二氯甲烷或甲苯中的一種或兩種以上的組合；zr6o4(oh)4(maa)12溶液的濃度為0.01-1mol/l。
10、根據本專利技術優選的，含氟芳香酸配體化合物溶液所用溶劑為丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、乳酸乙酯、丙酮、甲醇、乙醇、環己酮、環戊酮、四氫呋喃、三氯甲烷、正丁醇、二氯甲烷或甲苯中的一種或兩種以上的組合；含氟芳香酸配體化合物溶液的濃度為0.01-1mol/l。
11、根據本專利技術優選的，zr6o4(oh)4(maa)12和含氟芳香酸配體化合物的摩爾比為1:1-5，優選為1:3-4.2，進一步優選為1:3。
12、根據本專利技術優選的，含氟芳香酸配體化合物選自以下一種或兩種：
13、
14、根據本專利技術優選的，反應溫度為室溫，反應時間為5-15min，反應是在攪拌條件下進行的。
15、根據本專利技術優選的，旋蒸溫度為35-45℃，旋蒸時間為10-20min；干燥為室溫真空干燥。
16、根據本專利技術，zr6o4(oh)4(maa)12按現有方法制備即可。優選的，zr6o4(oh)4(maa)12制備方法包括步驟：將正丙醇鋯的正丙醇溶液和甲基丙烯酸充分混合均勻，經反應，靜置結晶、分離、干燥得到zr6o4(oh)4(maa)12。
17、優選的，正丙醇鋯的正丙醇溶液的濃度為60-80wt％；正丙醇鋯和甲基丙烯酸的摩爾比為0.1-0.5:1；反應溫度為60-80℃，反應時間為15-20h，反應是在攪拌條件下進行；結晶溫度為室溫，結晶時間為1-3天。
18、一種光刻膠組合物，按質量份包括下述組份：溶劑1-3份，含氟芳香酸配體修飾的鋯金屬氧化物納米簇光刻膠材料0.01-0.5份，光產酸劑0.005-0.05份。
19、根據本專利技術優選的，溶劑選自丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、乳酸乙酯、丙酮、甲醇、乙醇、環己酮、環戊酮、四氫呋喃、三氯甲烷、正丁醇、二氯甲烷、乙酸丁酯、正己烷、n-甲基吡咯烷酮、四氯化碳、γ-丁內酯、乙二醇乙醚、異丙醇或甲苯中的一種或兩種以上的組合。
20、根據本專利技術優選的，光產酸劑選自2-(2-(((丙基磺酰基)氧基)亞氨基)噻吩-3(2h)-亞基)-2-(鄰甲苯基)乙腈(產酸劑pag?103)、2-(2-(((辛基磺酰基)氧基)亞氨基)噻吩-3(2h)-亞基)-2-(鄰甲苯基)乙腈(產酸劑pag?108)、n-羥基萘酰亞胺三氟甲磺酸、n-羥基磺酸琥珀酰亞胺或n-羥基鄰苯二甲酰亞胺對甲苯磺酸酯中的一種或兩種以上的組合。
21、上述光刻膠組合物的制備方法，包括步驟：將含氟芳香酸配體修飾的鋯金屬氧化物納米簇光刻膠材料、光產酸劑充分分散于溶劑中，即得。
22、上述含氟芳香酸配體修飾的鋯金屬氧化物納米簇光刻膠材料或光刻膠組合物在光刻技術中的應用。
23、以4-氟-2-甲基苯甲酸有機配體為例，含氟芳香酸配體修飾的本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種含氟芳香酸配體修飾的鋯金屬氧化物納米簇光刻膠材料，其特征在于，結構通式為Zr6O4(OH)4(MAA)x(L)12-x，其中，x取值為0-11，MAA為甲基丙烯酸配位基，L為含氟芳香酸配位基。
2.根據權利要求1所述含氟芳香酸配體修飾的鋯金屬氧化物納米簇光刻膠材料，其特征在于，含氟芳香酸配位基是由以下一種或兩種配位化合物所形成的配位基：
3.根據權利要求1所述含氟芳香酸配體修飾的鋯金屬氧化物納米簇光刻膠材料，其特征在于，x取值為7-11。
4.如權利要求1-3任意一項所述含氟芳香酸配體修飾的鋯金屬氧化物納米簇光刻膠材料的制備方法，包括步驟：
5.根據權利要求4所述含氟芳香酸配體修飾的鋯金屬氧化物納米簇光刻膠材料的制備方法，其特征在于，包括以下條件中的一項或多項：
6.根據權利要求4所述含氟芳香酸配體修飾的鋯金屬氧化物納米簇光刻膠材料的制備方法，其特征在于，含氟芳香酸配體化合物選自以下一種或兩種：
7.根據權利要求4所述含氟芳香酸配體修飾的鋯金屬氧化物納米簇光刻膠材料的制備方法，其特征在于，Zr6O4(
8.一種光刻膠組合物，其特征在于，按質量份包括下述組份：溶劑1-3份，含氟芳香酸配體修飾的鋯金屬氧化物納米簇光刻膠材料0.01-0.5份，光產酸劑0.005-0.05份；
9.根據權利要求8所述光刻膠組合物的制備方法，包括步驟：將含氟芳香酸配體修飾的鋯金屬氧化物納米簇光刻膠材料、光產酸劑充分分散于溶劑中，即得。
10.如權利要求1-3任意一項所述含氟芳香酸配體修飾的鋯金屬氧化物納米簇光刻膠材料或權利要求8所述光刻膠組合物在光刻技術中的應用。
...【技術特征摘要】
1.一種含氟芳香酸配體修飾的鋯金屬氧化物納米簇光刻膠材料，其特征在于，結構通式為zr6o4(oh)4(maa)x(l)12-x，其中，x取值為0-11，maa為甲基丙烯酸配位基，l為含氟芳香酸配位基。
2.根據權利要求1所述含氟芳香酸配體修飾的鋯金屬氧化物納米簇光刻膠材料，其特征在于，含氟芳香酸配位基是由以下一種或兩種配位化合物所形成的配位基：
3.根據權利要求1所述含氟芳香酸配體修飾的鋯金屬氧化物納米簇光刻膠材料，其特征在于，x取值為7-11。
4.如權利要求1-3任意一項所述含氟芳香酸配體修飾的鋯金屬氧化物納米簇光刻膠材料的制備方法，包括步驟：
5.根據權利要求4所述含氟芳香酸配體修飾的鋯金屬氧化物納米簇光刻膠材料的制備方法，其特征在于，包括以下條件中的一項或多項：
6.根據權利要求4所述含氟芳香酸配體修飾的鋯金屬氧化物納米簇光刻膠材料的制備...
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