[發明專利]一種由環氧澤瀉烯合成的可降解型光刻膠樹脂單體及其合成方法

在審

• 申請號: 202010550853.8
• 申請日: 2020-06-16
• 公開（公告）號: CN111675616A
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 傅志偉;賀寶元;邵嚴亮;毛國平;余文清;薛富奎;劉司飛
• 申請（專利權）人: 徐州博康信息化學品有限公司
• 主分類號: C07C69/54
• 分類號: C07C69/54;C07C67/08;C07C29/17;C07C35/34
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本發明公開了一種由環氧澤瀉烯合成的可降解型光刻膠樹脂單體及其合成方法，涉及光刻膠樹脂單體領域，樹脂單體的結構式如下所示：其中R為氫或者甲基，其合成方法如下：第一步氫化反應，在催化劑a催化下，環氧澤瀉烯中的不飽和碳碳雙鍵與氫氣進行加成反應；第二步酯化反應，氫化后的環氧澤瀉烯與另一反應底物經酯化反應后生成樹脂單體。本發明提供的樹脂單體具有更好的耐刻蝕性能，曝光前后在顯影液中溶解速度差增大，有利于改善顯影后圖形的邊緣粗糙度，大大提高了顯影后圖形的分辨率。

技術領域

本發明涉及光刻膠樹脂單體領域，特別涉及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、光酸產生劑、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。

樹脂是由多種樹脂單體聚合而成的聚合物，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，樹脂單體為線性聚合物，耐刻蝕性能較弱，并且，曝光后在顯影液中的溶解差僅僅靠酸敏樹脂單體決定，從而造成分辨率出現不足的現象發生。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有技術的缺陷，提供一種由環氧澤瀉烯合成的可降解型光刻膠樹脂單體及其合成方法。

為了解決上述技術問題，本發明提供了如下的技術方案：

本發明提供一種新的樹脂單體，其結構式如下所示：

其中R為氫或者甲基。

此外，本發明還提供一種由環氧澤瀉烯合成的可降解型光刻膠樹脂單體的合成方法：合成方法的反應路線如下：

合成步驟如下：

第一步氫化反應，在催化劑a催化下，環氧澤瀉烯中的不飽和碳碳雙鍵與氫氣進行加成反應；

第二步酯化反應，氫化后的環氧澤瀉烯與另一反應底物經酯化反應后生成樹脂單體。

優選的，催化劑a為鈀炭。

優選的，氫化反應的溶劑選自甲醇、乙醇、四氫呋喃中的一種。

作為本發明的一種優選技術方案，R為氫時，酯化反應中的另一個反應底物為丙烯酸、丙烯酰氯或者丙烯酸酐，R為甲基時，酯化反應中的另一個反應底物為甲基丙烯酸、甲基丙烯酰氯或者甲基丙烯酸酐。

作為本發明的一種優選技術方案，酯化反應中的另一反應底物為丙烯酸或甲基丙烯酸時，反應需要添加對甲苯磺酸、硫酸、二氯亞砜和鹽酸其中的一種作為催化劑，酯化反應中使用甲苯或者二氯甲烷作為溶劑。

作為本發明的一種優選技術方案，另一反應底物為丙烯酰氯或者甲基丙烯酰氯時，反應在堿性條件下進行，在4-二甲氨基吡啶催化下，丙烯酰氯或甲基丙烯酰氯與氫化后的環氧澤瀉烯反應生成樹脂單體，為保證反應的堿性條件，向反應體系中添加三乙胺或吡啶的其中一種。

與現有技術相比，本發明的有益效果如下：