[发明专利]有机锡-无机锡杂化Sn18

说明书

本发明公开了一种有机锡‑无机锡杂化Sn₁₈型晶态锡氧簇合物及其制备方法，属于无机化学领域。采用取代苯甲酸、苯基膦酸、SnCl₄·5H₂O和丁基锡酸为原料，以乙腈、异丙醇和水为混合溶剂，在100℃下通过自组装反应，制备出三例有机锡‑无机锡杂化Sn₁₈型晶态锡氧簇合物。本发明材料具有精确结构信息、高度疏水性和良好稳定性，有望作为一种新型的锡氧簇材料用于EUV光刻技术中光刻胶的制备。且其原料易得，制备方法简单，产率高，可实现低成本、高效益。

技术领域

本发明属于无机化学或材料化学领域，具体涉及一种有机锡-无机锡杂化Sn₁₈型晶态锡氧簇合物及其制备方法。

背景技术

光刻技术是一种用于集成电路(IC)制造的图案形成技术，是现代社会信息技术中最关键的技术之一。光刻技术决定着集成电路中硅晶片上电路节点的特征尺寸，从而决定着制作于每个芯片内晶体管的数量，因此光刻技术越来越成为制约集成电路制造业发展的最关键技术。

极紫外光刻(Extreme Ultra-violet)，常称作EUV光刻，是以极紫外光作为光源的光刻技术。EUV光刻技术采用中心波长为13.5nm极紫外光作为曝光光源，被认为是实现小于10nm节点甚至更低节点首选的光刻技术。

光刻胶(又名光致抗蚀剂)，是指通过紫外光、电子束、准分子激光束、 X射线、离子束等曝光源照射或辐射，使溶解度发生变化的耐蚀刻薄膜材料。半导体用光刻胶通过不断缩短曝光波长以提高极限分辨率，世界芯片工艺水平目前已跨入微纳米级别，光刻胶曝光波长由宽谱紫外向g线(436 nm)→i线(365nm)→KrF(248nm)→ArF(193nm)→EUV(13.5nm)方向移动。 EUV光线能量破坏性极高，制程挑战工艺极限，因此EUV光刻胶最具有潜力和挑战，并将最终实现7nm、5nm制程。随着曝光波长缩短，光刻胶所能达到极限分辨率不断提高，光刻得到线路图案精密度更佳，而对应光刻胶价格也更高。

氧化锡纳米团簇可提供最佳的EUV吸收并降低光子散粒噪声，从而提高图案分辨率。其结构块大小仅为传统聚合物基抗蚀剂的一小部分，可调节至以最佳方式吸收EUV光子，与Sn作为极紫外光源工作介质相结合，氧化锡纳米团簇将成为EUV光刻技术方面研究明星材料。美国Inpria公司光刻胶的关键技术就是氧化锡纳米团簇，其具有无与伦比的蚀刻选择性，可用于简化制造流程和提供更大的工艺窗口，以降低总体拥有成本。

近两年，MayNyman等人在合成烷基锡Keggin团簇方面取得了进展，得到了β-NaSn₁₂、γ-NaSn₁₂、γ-NaSn₁₃、β-CaSn₁₂等丁基锡Keggin离子。这些材料具有水解稳定的锡-碳键特性，与锡(13.5nm)极紫外吸收结合，在纳米光刻技术中可用于集成电路制造。

目前锡氧簇合物虽已有一些报道，但作为光刻胶候选材料，其结构多样性及功能性依然远远不够，需要根据需求，有目的性的研制出更多符合光刻胶要求的锡氧簇合物候选材料，以促进光刻技术进一步发展。本发明所公开三例锡氧簇合物具有精确结构信息、高度疏水性和良好稳定性，且其原料易得，制备方法简单，产率高，可实现低成本、高效益，是EUV(极紫外)光刻技术中制备光刻胶的候选材料。

发明内容

为了进一步研制和优化新材料，本发明的目的在于提供可用于EUV光刻技术的光刻胶材料，寻求设计一种具有精确的结构信息，高度的疏水性，良好的稳定性，且原料易得，制备方法简单，产率高的锡氧簇合物。

本发明提供了三例有机锡-无机锡杂化的Sn₁₈型晶态锡氧簇合物，分别如下：