[发明专利]由螺[5.5]十一烷-3,9-二酮合成的光刻胶树脂单体及其合成方法

说明书

本发明公开了一种由螺[5.5]十一烷‑3,9‑二酮合成的光刻胶树脂单体及其合成方法，属于化学合成和光刻技术领域。该光刻胶树脂单体的结构通式为：式中，R₁为氢或者甲基，R₂为饱和烷烃或者环烷烃，其合成方法包括以下步骤：在惰性气体保护下，将螺[5.5]十一烷‑3,9‑二酮与烷基格氏试剂或者环烷基格氏试剂进行格氏反应，格氏反应结束后加水淬灭，并经后处理纯化，得到中间体；将上述中间体与丙烯酰氯或者甲基丙烯酰氯进行酯化反应，酯化反应结束后，经后处理纯化，得到所述的光刻胶树脂单体。本发明提供的树脂单体为可降解型树脂单体，含该光刻胶树脂单体的聚合物树脂具有更好的耐刻蚀性能且能够提高光刻胶光刻图案的分辨率。

技术领域

本发明涉及化学合成和光刻技术领域，具体是一种由螺[5.5]十一烷-3,9-二酮合成的光刻胶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。

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，现有光刻胶由于光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由螺[5.5]十一烷-3,9-二酮合成的光刻胶树脂单体，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：

一种由螺[5.5]十一烷-3,9-二酮合成的光刻胶树脂单体，所述光刻胶树脂单体的结构通式为式I：

式I中，R₁为氢或者甲基，R₂为饱和烷烃或者环烷烃。

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

本发明实施例的另一目的在于提供一种上述树脂单体的合成方法，其包括以下步骤：

在惰性气体保护下，将螺[5.5]十一烷-3,9-二酮与烷基格氏试剂或者环烷基格氏试剂置于第一溶剂中进行格氏反应，格氏反应结束后加水淬灭，并经后处理纯化，得到中间体；

将所述中间体与丙烯酰氯或者甲基丙烯酰氯置于第二溶剂中进行酯化反应，酯化反应结束后，经后处理纯化，得到所述的光刻胶树脂单体。

作为本发明实施例的另一种优选方案，所述格氏反应的温度为0～30℃；酯化反应的温度为0～70℃。

作为本发明实施例的另一种优选方案，所述第一溶剂为无水乙醚。

作为本发明实施例的另一种优选方案，所述第二溶剂为无水四氢呋喃、甲苯和氯仿中的一种。

作为本发明实施例的另一种优选方案，所述第二溶剂中添加有三乙胺或者吡啶。