[發(fā)明專利]由三甲基二環(huán)[2.2.2]辛烷二酮合成的可降解型光刻膠樹脂單體及其合成方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202011307086.4
• 申請日: 2020-11-20
• 公開（公告）號: CN112390718A
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 潘新剛;傅志偉;賀寶元;邵嚴亮;毛國平
• 申請（專利權(quán)）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;C07C29/40;C07C35/31;C08F222/14;G03F7/004
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本發(fā)明公開了由三甲基二環(huán)[2.2.2]辛烷二酮合成的可降解型光刻膠樹脂單體及其合成方法，涉及光刻膠樹脂領(lǐng)域，樹脂單體的結(jié)構(gòu)式如下所示：其中R₁為飽和烷烴或者環(huán)烷烴，R₂為氫或者甲基，其合成方法為：在惰性氣體保護下，1,3,3?三甲基二環(huán)[2.2.2]辛烷?2,5?二酮(Ⅰ)與烷基格氏試劑或者環(huán)烷基格氏試劑反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后加水淬滅，后處理純化得到中間體(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(yīng)，后處理純化后得到樹脂單體(Ⅲ)。本發(fā)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(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光刻膠樹脂領(lǐng)域，特別涉及樹脂單體及其合成方法。

背景技術(shù)

光刻技術(shù)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(shè)計在掩膜版上的圖形轉(zhuǎn)移到襯底上的圖形微細加工技術(shù)。

光刻材料(特指光刻膠)，又稱光致抗蝕劑，是光刻技術(shù)中涉及的最關(guān)鍵的功能性化學材料，主要成分是樹脂、光酸產(chǎn)生劑、以及相應(yīng)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(jīng)光化學反應(yīng)，本身在顯影液中的溶解性發(fā)生變化。根據(jù)光化學反應(yīng)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(xiàn)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(xiàn)不足的現(xiàn)象發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供由三甲基二環(huán)[2.2.2]辛烷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(shù)問題，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案：

本發(fā)明提供一種新的樹脂單體，其結(jié)構(gòu)式如下所示：

其中R₁為飽和烷烴或者環(huán)烷烴，R₂為氫或者甲基。

優(yōu)選的，樹脂單體的具體結(jié)構(gòu)包括：

上述樹脂單體的合成方法的反應(yīng)路線為：

該樹脂單體的具體合成步驟為：

第一步格氏反應(yīng)，在惰性氣體保護下，1,3,3-三甲基二環(huán)[2.2.2]辛烷-2,5-二酮(Ⅰ)與烷基格氏試劑或者環(huán)烷基格氏試劑反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后加水淬滅，后處理純化得到中間體(Ⅱ)；

第二步酯化反應(yīng)，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(yīng)，后處理純化后得到樹脂單體(Ⅲ)。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述格氏反應(yīng)的溫度為0-30攝氏度；所述格氏反應(yīng)的溶劑為無水乙醚。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述酯化反應(yīng)的反應(yīng)溫度0-70攝氏度，酯化反應(yīng)的溶劑選自四氫呋喃、甲苯或者氯仿。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，為保證酯化反應(yīng)的堿性條件，需要向體系中添加三乙胺或者吡啶。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：