[發明專利]含金剛烷結構的光刻膠產酸樹脂單體及其合成方法

在審

• 申請號: 201911384569.1
• 申請日: 2019-12-28
• 公開（公告）號: CN111138410A
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 李嫚嫚;蔣小惠;畢景峰;郭穎;王尹卓
• 申請（專利權）人: 上海博棟化學科技有限公司
• 主分類號: C07D333/76
• 分類號: C07D333/76;G03F7/027
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種含金剛烷結構的光刻膠產酸樹脂單體及其合成方法，屬于化學合成及光刻材料領域。該光刻膠產酸樹脂單體的結構通式為：式中，R₁為烷基或環烷基；R₂為共價鍵、烷基、氟代烷基、含氧原子的烷基、含氧原子的氟代烷基中的一種；R₃為氫或甲基。該光刻膠產酸樹脂單體將光致產酸劑與樹脂結合，能有效防止光致產酸劑曝光后烘過程中的酸擴散，改善光刻圖形的邊緣粗糙度，另外，該樹脂單體陽離子部分還有可降解基團，曝光前后在顯影液中溶解速度差增大，提高了分辨率。

技術領域

本發明涉及化學合成及光刻材料領域，具體是一種含金剛烷結構的光刻膠產酸樹脂單體及其合成方法。

背景技術

光刻技術是指利用光刻材料(特指光刻膠)在可見光、紫外線、電子束等作用下的化學敏感性，通過曝光、顯影、刻蝕等工藝過程，將設計在掩膜版上的圖形轉移到襯底上的圖形微細加工技術。

光刻材料(特指光刻膠)，又稱光致抗蝕劑，是光刻技術中涉及的最關鍵的功能性化學材料，主要成分是樹脂、光致產酸劑、以及相應的添加劑和溶劑，這類材料具有光(包括可見光、紫外線、電子束等)化學敏感性，經光化學反應，本身在顯影液中的溶解性發生變化。根據光化學反應機理不同，光刻膠分為正性光刻膠與負性光刻膠：曝光后，光刻膠在顯影液中溶解性增加，得到與掩膜版相同圖形的稱為正性光刻膠；曝光后，光刻膠在顯影液中溶解性降低甚至不溶，得到與掩膜版相反圖形的稱為負性光刻膠。

其中，光刻膠所使用的樹脂是由多種樹脂單體共聚而成的聚合物，其中酸敏樹脂單體是實現曝光前后樹脂在顯影液中溶解差異的重要組成部分，常見的酸敏樹脂單體只有一個酸敏基團，其聚合物樹脂為線性，曝光區域和未曝光區域的溶解度差異是通過酸敏基團曝光后脫保護形成的，線性聚合物主鏈并不會斷開。因此，現有光刻膠由于酸敏樹脂單體的特定結構，存在光刻圖案分辨率較低的問題。

發明內容

本發明實施例的目的在于提供一種含金剛烷結構的光刻膠產酸樹脂單體，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明實施例提供如下技術方案：

一種含金剛烷結構的光刻膠產酸樹脂單體，其結構通式為式I：

式中，R₁為烷基或環烷基；R₂為共價鍵、烷基、氟代烷基、含氧原子的烷基、含氧原子的氟代烷基中的一種；R₃為氫或甲基。

作為本發明實施例的一個優選方案，所述光刻膠樹脂單體的結構通式為式II、式III、式IV和式V中的一種：

本發明實施例的另一目的在于提供一種上述含金剛烷結構的光刻膠產酸樹脂單體的合成方法，其包括以下步驟：

將2,6-金剛烷二酮與通式為R₁MgBr的化合物進行格式反應，得到具有二叔醇結構的第一中間體；

將所述第一中間體與丙烯酰氯進行酯化反應，得到第二中間體；

將所述第二中間體與通式為式VI的化合物A1進行酯化反應，得到第三中間體；

將所述第三中間體與通式為式VII的化合物A2進行反應，得到所述光刻膠產酸樹脂單體；

式中，X為鹵素；M為堿金屬。

作為本發明實施例的另一個優選方案，式中，X為氯、溴和碘中的一種。

作為本發明實施例的另一個優選方案，所述化合物A2的結構通式為式VIII、式IX、式X和式XI中的一種：