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由二甲基二环[3.3.1]壬烷二酮合成的可降解型光刻胶树脂单体及其合成方法

技术摘要:
本发明公开了由二甲基二环[3.3.1]壬烷二酮合成的可降解型光刻胶树脂单体及其合成方法,树脂单体的结构式如下所示:其中R1为饱和烷烃或者环烷烃,R2为氢或者甲基。其合成方法为:在惰性气体保护下,(1R,4R,5S,6S)‑4,6‑二甲基二环[3.3.1]壬烷‑2,8‑二酮(Ⅰ)与烷基  全部
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。 树脂是由多种树脂单体聚合而成的聚合物,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,树脂单 体为线性聚合物,耐刻蚀性能较弱,并且,曝光后在显影液中的溶解差仅仅靠酸敏树脂单体 决定,从而造成分辨率出现不足的现象发生。
技术实现要素:
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷,提供一种由二甲基二环 [3.3.1]壬烷二酮合成的可降解型光刻胶树脂单体及其合成方法。 为了解决上述技术问题,本发明提供了如下的技术方案: 本发明提供新的树脂单体,其结构式如下所示: 其中R1为为饱和烷烃或者环烷烃,R2为氢或者甲基。 优选的,树脂单体的具体结构包括: 4 CN 111606806 A 说 明 书 2/5 页 此外,本发明还提供由二甲基二环[3.3.1]壬烷二酮合成的可降解型光刻胶树脂 单体的合成方法,其合成方法的反应路线如下: 合成步骤如下: 第一步格氏反应,在惰性气体保护下,(1R,4R,5S,6S)-4,6-二甲基二环[3.3.1]壬 烷-2,8-二酮(Ⅰ)与烷基格氏试剂或者环烷基格氏试剂反应,反应结束后加水淬灭,后处理 纯化得到中间体(Ⅱ); 第二步酯化反应,在碱性条件下,中间体(Ⅱ)与丙烯酰氯或者甲基丙烯酰氯反应, 后处理纯化后得到树脂单体(Ⅲ)。 优选的,格氏反应的温度为0-30摄氏度。 优选的,格氏反应的溶剂为无水乙醚。 优选的,酯化反应的反应温度为0-70摄氏度。 优选的,酯化反应的溶剂选自四氢呋喃、甲苯或者氯仿。 值得说明的,为保证体系的碱性,需要向体系中添加碱,优选的碱为三乙胺或者吡 啶。 与现有技术相比,本发明的有益效果如下: 本发明提供了新的光刻胶树脂单体,该树脂单体含有两个不饱和碳碳双键,在与 其它树脂单体(包括仅含一个聚合基团的酸敏树脂单体)聚合过程中能够产生交联,形成三 维网状结构的聚合树脂,产生交联的聚合树脂具有更好的耐刻蚀性能,曝光时,光酸产生剂 产生酸,在曝光区,主链上的(甲基)  丙烯酸酯在酸性条件下断裂,聚合物树脂主链断裂产 生分子量更小的产物,增加了曝光后树脂在显影液中的溶解性,由于曝光前后的聚合物树 脂在显影液中溶解速度差增大,有利于改善显影后图形的边缘粗糙度,大大提高了光刻图 案的分辨率,并且,该树脂单体含有桥环结构,增加了未曝光区域的耐刻蚀性能,对于分辨 5 CN 111606806 A 说 明 书 3/5 页 率的提高也有显著的贡献。
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