[发明专利]一种单组份分子玻璃及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种单组份分子玻璃及其制备方法和应用。该单组份分子玻璃的制备方法包括将多羟基酚、催化剂、羟基保护基单体于容器中混合并充分反应，得到产物A；将产物A、催化剂、溴乙基苯磺酸钠于容器中混合并充分反应，得到产物B；将产物B、鎓盐溶于溶剂中，于室温下反应后得到产物，用水洗涤产物3‑5次，得到目标产物C。该分子玻璃具有优异的性能：成膜性好、单分散、无分子链缠结；光产酸单元与分子玻璃通过化学键键接，改善了光产酸剂相分离、光刻中光产酸剂分布不均匀的问题。应用在光刻胶中，同步改善光刻胶的分辨率、感度和对比度，提高光刻胶的综合性能。

技术领域

本发明涉及一种单组份分子玻璃及其制备方法和应用。

背景技术

化学增幅型光刻胶由于高感度、高分辨率等优异性能，广泛应用于I线(365nm)、深紫外(248nm，193nm)和极紫外光刻，成为主流光刻胶。化学增幅型光刻胶主要由成膜树脂、光致产酸剂、溶剂和其他助剂组成，曝光区域的光致产酸剂光解产酸，催化成膜树脂上的酸敏基团发生脱保护(正胶)或交联反应(负胶)，导致成膜树脂的溶解性和极性发生变化，与未曝光区域产生溶解性差异。其中，成膜树脂和光致产酸剂对光刻胶的性能起着重要作用。传统的聚合物由于分子量大，分子链长，聚合物链缠结导致内应力和溶胀效应。另外，光致产酸剂溶解度较低，在胶膜内产生相分离；后烘过程中酸扩散导致光刻胶的分辨率降低等。解决链缠结和酸扩散是提高光刻胶性能的一个重要方向。

发明内容

本发明为了解决传统光刻胶中聚合物链缠结和酸扩散等问题，提供了一种单组份分子玻璃结构，该分子玻璃具有优异的性能：成膜性好、单分散、无分子链缠结；光产酸单元与分子玻璃上通过化学键键接，改善了光产酸剂相分离、光刻中光产酸剂分布不均匀的问题。应用在光刻胶中，同步改善光刻胶的分辨率、感度和对比度，提高光刻胶的综合性能。

本发明所采取的技术方案为：一种单组份分子玻璃，结构式如下：

其中，R₄、R₁₀为甲基、乙基、叔丁基、异丁基、苯基、对甲酚基、间甲酚基或结构式二中的结构，R₁、R₂、R₃、R₅、R₆、R₇、R₈、R₉、R₁₁、R₁₂、R₁₃、R₁₄、R₁₅、R₁₆、R₁₇为-H、-F、甲基、乙基、叔丁基、异丁基、羟基、羟基保护基或光产酸结构，其中必有至少一个基团为羟基保护基和光产酸结构单元。

进一步地，所述光产酸结构单元结构如下：

其中，R₁₈结构式为

其中，R₁₉，R₂₀，R₂₁，R₂₂，R₂₃为-H、烷基、卤素、脂肪环或芳香烃。

进一步地，所述羟基保护基结构如下：

其中，R₂₄为叔-丁氧羰基或烷氧基乙基；R₂₅为叔丁基、叔戊基、1-甲基环戊基、1-乙基环戊基、二甲基苄基、二甲基环丙基、金刚烷基、1-乙基环己基、降冰片类取代基、或倍半萜内酯。

本发明还提供了一种单组份分子玻璃的制备方法，包括

将多羟基酚、催化剂、羟基保护基单体于容器中混合并充分反应，得到产物A；