[发明专利]主链可降解型光刻胶树脂单体及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了主链可降解型光刻胶树脂单体及其制备方法和应用，所述主链可降解型光刻胶树脂单体的结构通式为：其中，R₁为氢或者甲基，R₂选自亚烷基、亚环烷基以及含酯基、碳酸酯基、醚基、酰胺基的连接基团。所述主链可降解型光刻胶树脂单体具有增加抗蚀性，改善树脂与晶圆的粘附性，增加在碱性显影液(通常为TMAH)中溶解，有利于改善边缘粗糙度，提高分辨率。

技术领域

本发明涉及光刻胶树脂单体领域，尤其涉及主链可降解型光刻胶树脂单体及其制备方法和应用。

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、光酸产生剂、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。

主链可降解型树脂单体作为聚合树脂中的其中一个聚合单元，主要起到交联的作用，在光刻胶曝光时又会断开，从而让主链断裂成小的片段，有助于增加显影时的溶解性，提高分辨率。

发明内容

本发明提出了一种新型的链可降解型光刻胶树脂单体及其制备方法和应用。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明提供主链可降解型光刻胶树脂单体，所述主链可降解型光刻胶树脂单体的结构通式为：

其中，R₁为氢或者甲基，R₂为选自亚烷基、亚环烷基以及含酯基、碳酸酯基、醚基、酰胺基的连接基团。

优选的，所述结构通式Ⅰ选自以下结构：通式Ⅰ-a或通式Ⅰ-b；

其中，R₁为氢或者甲基，R₃和R₄独立的为亚烷基、亚环烷基以及含酯基、碳酸酯基、醚基、酰胺基的连接基团。

优选的，所述主链可降解型光刻胶树脂单体的选自以下结构之一：

上述主链可降解型光刻胶树脂单体的制备方法，所述结构通式为通式Ⅰ-a，合成方法为：

其中， R₁为氢或者甲基，R₃独立的为亚烷基、亚环烷基以及含酯基、碳酸酯基、醚基、酰胺基的连接基团；

S1：初始原料Ⅰ-a-1与丙烯酰氯或甲基丙烯酰氯在碱的作用下在第一反应溶剂中发生酯化反应生成中间体Ⅰ-a-2；

S2：中间体Ⅰ-a-2和乙醇醛二聚体在催化剂作用下，在第二反应溶剂中发生酯化反应生成主链可降解型光刻胶树脂单体Ⅰ-a，。

优选的，S1中，还包括如下技术特征中的至少一项：

a1)所述碱为有机碱，选自三乙胺、吡啶和二异丙基胺中的一种；

a2)所述第一反应溶剂选自二氯甲烷、氯仿和甲苯中的其中一种或多种。

优选的，S2中，还包括如下技术特征中的至少一项：

b1)所述催化剂为对甲苯磺酸；