[發明專利]由羧酸化合物合成的光刻膠樹脂單體及其合成方法

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• 申請號: 201911385256.8
• 申請日: 2019-12-28
• 公開（公告）號: CN111100007A
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 郭穎;潘惠英;喻珍林;蔣小惠;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: C07C69/757
• 分類號: C07C69/757;C07C67/04;G03F7/004
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本發明公開了一種由羧酸化合物合成的光刻膠樹脂單體及其合成方法，屬于化學合成及光刻材料領域。該樹脂單體的結構通式為：式中，R為直鏈或支鏈烷基。該樹脂單體的合成方法為：將乙烯基醚醇類化合物與丙烯酸類化合物經酯化反應反應得到中間體；將中間體與2,5?二氧代雙環[2.2.2]辛烷?1,4?二羧酸進行反應生成所述光刻膠樹脂單體。本發明的樹脂單體包括縮醛結構和多環、多酯結構，其能夠防止光致產酸劑的擴散，改善邊緣粗糙度，增加對比度，提高分辨率，具有優異的耐刻蝕性和脂溶性，且其制備方法簡單方便。

技術領域

本發明涉及化學合成及光刻材料領域，具體是一種由羧酸化合物合成的光刻膠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由羧酸化合物合成的光刻膠樹脂單體，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：

一種由羧酸化合物合成的光刻膠樹脂單體，其結構通式為式I：

式I中，R為直鏈或支鏈烷基。

作為本發明實施例的另一種優選方案，所述光刻膠樹脂單體的結構式為式I I或式III：

本發明實施例的另一目的在于提供一種上述由羧酸化合物合成的光刻膠樹脂單體的合成方法，其包括以下步驟：

將乙烯基醚醇類化合物與丙烯酸類化合物進行酯化反應，得到中間體；

將所述中間體與2,5-二氧代雙環[2.2.2]辛烷-1,4-二羧酸進行加成反應，得到所述光刻膠樹脂單體。

上述合成方法的合成路線如下：

其中，式VI為乙烯基醚醇類化合物的通式，式VII為中間體的通式，式VI和式VII中的R與式I的R的定義相同。

作為本發明實施例的另一種優選方案，所述乙烯基醚醇類化合物與所述丙烯酸類化合物的摩爾比為1:(1～1.2)。

作為本發明實施例的另一種優選方案，所述中間體與所述2,5-二氧代雙環[2.2.2]辛烷-1,4-二羧酸的摩爾比為(2～2.2):1。

作為本發明實施例的另一種優選方案，所述酯化反應的步驟，具體包括：

將乙烯基醚醇類化合物與丙烯酸類化合物置于溶劑中，在三乙胺作用下發生酯化反應，得到中間體。