[發明專利]由長春布寧合成的磺酸锍鹽類光產酸劑及其合成方法

在審

• 申請號: 202011541807.8
• 申請日: 2020-12-23
• 公開（公告）號: CN112645951A
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 賀寶元;潘惠英;蔣小惠;畢景峰;李嫚嫚
• 申請（專利權）人: 上海博棟化學科技有限公司
• 主分類號: C07D471/22
• 分類號: C07D471/22;C07D333/46
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種由長春布寧合成的磺酸锍鹽類光產酸劑，涉及光產酸劑領域，結構式為：其中，R為氟代烷基，且R中的部分亞甲基可以被醚、酯基、碳酸酯、羰基這類含氧基團取代。本發明的光產酸劑能夠降低了光產酸劑的擴散，有利于改善邊緣粗糙度，減小線寬粗糙度，提高分辨率；親水親油平衡，樹脂與光產酸劑在溶劑中混合更加均勻，有利于形成更加均勻的光刻膠；具有優良的耐刻蝕性能；在193nm波長下透明度高，有利于193nm波長下的曝光；合成路線簡單。

技術領域

本發明涉及光產酸劑領域，特別涉及一種由長春布寧合成的磺酸锍鹽類光產酸劑及其合成方法。

背景技術

光刻技術是指利用光刻膠在可見光、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。

光刻技術的發展離不開光刻膠的發展，光刻膠的發展在一定程度上決定了光刻技術的發展與應用。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、光產酸劑、以及相應的添加劑和溶劑，這類材料具有光化學敏感性，經光化學反應，本身在顯影液中的溶解性發生變化。

光產酸劑是實現光化學敏感性的重要組成成分，光產酸劑在曝光后會產生強酸，用于引發樹脂上的化學反應，從而造成光刻膠的極性發生改變，既而曝光區和非曝光區的光刻膠在顯影液中的溶解性發生變化，以實現光刻的目的。常用的光源波長包括：248nm、193nm、EUV(13.5nm)和電子束。

光產酸劑的親水親油平衡、產生的酸的擴散、在光源下的吸光度都是影響光刻膠性能的重要因素。親水性，即其就具有一定的粘附性，能夠較好的附著在硅片上，不易脫落，有利于刻蝕，具有一定的親油性，能夠均勻的溶解在溶劑中有利于成像。酸擴散容易引起圖形邊緣粗糙度增加，分辨率降低。吸光度過高會導致在光源下的透明度差，影響曝光過程。

因此，設計和合成綜合性能優異的光產酸劑對于光刻膠的發展具有重大意義。

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，提供一種由長春布寧合成的磺酸锍鹽類光產酸劑及其合成方法。

為了解決上述技術問題，本發明提供了如下的技術方案：

本發明提供一種由長春布寧合成的磺酸锍鹽類光產酸劑，結構式為：

其中，R為氟代烷基，且R中的部分亞甲基可以被醚、酯基、碳酸酯、羰基這類含氧基團取代。

優選的，光產酸劑包括：

進一步地，該光產酸劑的合成方法如下：

其中，M為堿金屬。

第一步：在-5～5攝氏度，惰性氣體保護下，將1.5～2當量的氫化鈉緩慢加入到1當量的長春布寧Ⅰ的第一溶劑的溶液中，攪拌0.5～1.5小時；然后將1～1.1當量的碳酸二烷基酯滴加到上述混合液中；在惰性氣體保護下加熱回流6～10小時；反應完成后，將反應液倒入冰水中淬滅；將淬滅的混合液濃縮，用二氯甲烷萃取；合并萃取液，并將萃取液用飽和食鹽水清洗、無水硫酸鈉干燥，濃縮得到粗產品；粗產品經柱層析純化得到中間體Ⅱ；

第二步：將1當量的中間體Ⅱ和1.2～2.0當量的氫氧化鈉或者氫氧化鉀加入到水和第二溶劑的混合液中，在20～30攝氏度下攪拌2～5小時；將反應液濃縮，用稀鹽酸將溶液pH值調整為1～3，得到混合液；將所得混合液用乙酸乙酯萃取，合并萃取液并用飽和食鹽水清洗，無水硫酸鈉干燥，濃縮得到中間體Ⅲ；