[发明专利]含金刚烷结构的光刻胶产酸树脂单体及其合成方法

说明书

本发明公开了一种含金刚烷结构的光刻胶产酸树脂单体及其合成方法，属于化学合成及光刻材料领域。该光刻胶产酸树脂单体的结构通式为：式中，R₁为烷基或环烷基；R₂为共价键、烷基、氟代烷基、含氧原子的烷基、含氧原子的氟代烷基中的一种；R₃为氢或甲基。该光刻胶产酸树脂单体将光致产酸剂与树脂结合，能有效防止光致产酸剂曝光后烘过程中的酸扩散，改善光刻图形的边缘粗糙度，另外，该树脂单体阳离子部分还有可降解基团，曝光前后在显影液中溶解速度差增大，提高了分辨率。

技术领域

本发明涉及化学合成及光刻材料领域，具体是一种含金刚烷结构的光刻胶产酸树脂单体及其合成方法。

背景技术

光刻技术是指利用光刻材料(特指光刻胶)在可见光、紫外线、电子束等作用下的化学敏感性，通过曝光、显影、刻蚀等工艺过程，将设计在掩膜版上的图形转移到衬底上的图形微细加工技术。

光刻材料(特指光刻胶)，又称光致抗蚀剂，是光刻技术中涉及的最关键的功能性化学材料，主要成分是树脂、光致产酸剂、以及相应的添加剂和溶剂，这类材料具有光(包括可见光、紫外线、电子束等)化学敏感性，经光化学反应，本身在显影液中的溶解性发生变化。根据光化学反应机理不同，光刻胶分为正性光刻胶与负性光刻胶：曝光后，光刻胶在显影液中溶解性增加，得到与掩膜版相同图形的称为正性光刻胶；曝光后，光刻胶在显影液中溶解性降低甚至不溶，得到与掩膜版相反图形的称为负性光刻胶。

其中，光刻胶所使用的树脂是由多种树脂单体共聚而成的聚合物，其中酸敏树脂单体是实现曝光前后树脂在显影液中溶解差异的重要组成部分，常见的酸敏树脂单体只有一个酸敏基团，其聚合物树脂为线性，曝光区域和未曝光区域的溶解度差异是通过酸敏基团曝光后脱保护形成的，线性聚合物主链并不会断开。因此，现有光刻胶由于酸敏树脂单体的特定结构，存在光刻图案分辨率较低的问题。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种含金刚烷结构的光刻胶产酸树脂单体，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种含金刚烷结构的光刻胶产酸树脂单体，其结构通式为式I：

式中，R₁为烷基或环烷基；R₂为共价键、烷基、氟代烷基、含氧原子的烷基、含氧原子的氟代烷基中的一种；R₃为氢或甲基。

作为本发明实施例的一个优选方案，所述光刻胶树脂单体的结构通式为式II、式III、式IV和式V中的一种：

本发明实施例的另一目的在于提供一种上述含金刚烷结构的光刻胶产酸树脂单体的合成方法，其包括以下步骤：

将2,6-金刚烷二酮与通式为R₁MgBr的化合物进行格式反应，得到具有二叔醇结构的第一中间体；

将所述第一中间体与丙烯酰氯进行酯化反应，得到第二中间体；

将所述第二中间体与通式为式VI的化合物A1进行酯化反应，得到第三中间体；

将所述第三中间体与通式为式VII的化合物A2进行反应，得到所述光刻胶产酸树脂单体；

式中，X为卤素；M为碱金属。

作为本发明实施例的另一个优选方案，式中，X为氯、溴和碘中的一种。

作为本发明实施例的另一个优选方案，所述化合物A2的结构通式为式VIII、式IX、式X和式XI中的一种：