[發(fā)明專利]含二氧代雙環(huán)[2.2.2]辛烷二羧酸脂結構的光刻膠產酸樹脂單體及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010557387.6
• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN111662267B
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發(fā)明（設計）人: 邵嚴亮;傅志偉;賀寶元;潘新剛;薛富奎;汪進波
• 申請（專利權）人: 徐州博康信息化學品有限公司
• 主分類號: C07D317/24
• 分類號: C07D317/24;C07C381/12;C08F222/24
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本發(fā)明公開了含二氧代雙環(huán)[2.2.2]辛烷二羧酸脂結構的光刻膠產酸樹脂單體及其制備方法，樹脂單體的結構式如下：其中R₁為烷基、氟代烷基或含氧烷基，R₂、R₃、R₄各自獨立的為氫或者烷基，其制備方法為，丙烯酸2,3?二羥丙基酯Ⅰ與丙烯酸3?羥基?2?羰基酯經縮醛反應形成中間體Ⅱ，中間體Ⅱ依次與2,5?二氧代雙環(huán)[2.2.2]辛烷?1,4?二羧酸和含羥基的磺酸鹽進行酯化反應形成中間體Ⅳ，中間體Ⅳ與鹵化硫反應生成樹脂單體Ⅴ。本發(fā)明的樹脂單體結合有光致產酸劑，還包括縮醛結構、多環(huán)和多酯結構，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(yōu)異的耐刻蝕性和脂溶性溶，且制備方法簡單方便。

技術領域

本發(fā)明涉及可降解型光刻膠樹脂單體領域，特別涉及含二氧代雙環(huán) [2.2.2]辛烷二羧酸脂結構的光刻膠產酸樹脂單體。

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(fā)生變化。根據(jù)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。

光致產酸劑是化學增幅型光致抗蝕劑中的關鍵組成之一，它的結構和性質對光致抗蝕劑體系形成的圖像有很大的影響。它是一類在特定光源的照射或者輻射下能夠分解生成特定酸的化合物，所產生的酸可使酸敏樹脂發(fā)生分解或者交聯(lián)反應，酸敏樹脂單體是實現(xiàn)曝光前后樹脂在顯影液中溶解差異的重要組成部分。

隨著集成電路(integrated circuit，IC)特征尺寸的逐漸減小，光致產酸劑的擴散問題也越加受到重視。

發(fā)明內容

本發(fā)明要解決的技術問題是克服現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種新型的可降解型光刻膠產酸樹脂單體，提供其制備方法是本發(fā)明的另一個目的。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了如下的技術方案：

本發(fā)明含二氧代雙環(huán)[2.2.2]辛烷二羧酸脂結構的光刻膠產酸樹脂單體，所述樹脂單體由2,5-二氧代雙環(huán)[2.2.2]辛烷-1,4-二羧酸合成，所述樹脂單體包括陰離子和硫鎓陽離子，其結構通式如下：

其中R₁為烷基、氟代烷基或含氧烷基，R₂、R₃和R₄各自獨立的為氫或者烷基。優(yōu)選的，R₁為氟代烷基，氟原子數(shù)量越多或氟原子離磺酸根越近，光照后光致產酸劑產生的酸酸性越強。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術方案，所述陽離子為硫鎓陽離子，包括以下結構：

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術方案，所述樹脂單體具體包括以下結構：

上述光刻膠產酸樹脂單體的制備方法，包括以下反應路線:

其中，M為堿金屬，X為鹵素原子，R₁為烷基、氟代烷基或者含氧烷基，R₂、R₃和R₄各自獨立的為氫或者烷基；優(yōu)選的，M為K、Na或Li；

具體合成步驟為：