[發明專利]由甲基六氫化萘二酮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: 202010562350.2
• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN111763147A
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發明（設計）人: 潘新剛;傅志偉;賀寶元;邵嚴亮;毛國平
• 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;C07C67/14;C08F222/14;G03F7/004
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本發明公開了由甲基六氫化萘二酮合成的可降解型光刻膠樹脂單體及其合成方法，提供一種新的樹脂單體，其結構式如下所示：其中R₁為飽和烷烴或者環烷烴，R₂為氫或者甲基，其合成方法為：在惰性氣體保護下，(4as，8ar)?4a?甲基六氫化萘?2,7(1H，3H)?二酮(Ⅰ)與烷基格氏試劑或者環烷基格氏試劑反應得到中間體(Ⅱ)；在堿性條件下，中間體(Ⅱ)與丙烯酰氯或者甲基丙烯酰氯反應得到樹脂單體(Ⅲ)。本發明提供的樹脂單體與其它樹脂單體聚合形成的聚合樹脂具有更好的耐刻蝕性能，有利于改善顯影后圖形的邊緣粗糙度，大大提高了光刻圖案的分辨率。

技術領域

本發明涉及光刻膠樹脂領域，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，提供一種由甲基六氫化萘二酮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R₁為飽和烷烴或者環烷烴，R₂為氫或者甲基。

優選的，所述樹脂單體的具體結構包括：

此外，本發明還提供一種樹脂單體的合成方法，該樹脂單體的合成方法的反應路線為：

該樹脂單體的具體合成步驟為：

第一步格氏反應，在惰性氣體保護下，(4as，8ar)-4a-甲基六氫化萘-2,7(1H，3H)-二酮(Ⅰ)與烷基格氏試劑或者環烷基格氏試劑反應，反應結束后加水淬滅，后處理純化得到中間體(Ⅱ)；

第二步酯化反應，在堿性條件下，中間體(Ⅱ)與丙烯酰氯或者甲基丙烯酰氯反應，后處理純化后得到樹脂單體(Ⅲ)。

作為本發明的一種優選技術方案，所述格氏反應的溫度為0-30攝氏度；所述格氏反應的溶劑為無水乙醚。

作為本發明的一種優選技術方案，所述酯化反應的反應溫度0-70攝氏度，酯化反應的溶劑選自四氫呋喃、甲苯或者氯仿。

與現有技術相比，本發明的有益效果如下：