[发明专利]由甲基六氢化萘二酮合成的可降解型光刻胶树脂单体及其合成方法

说明书

本发明公开了由甲基六氢化萘二酮合成的可降解型光刻胶树脂单体及其合成方法，提供一种新的树脂单体，其结构式如下所示：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，(4as，8ar)‑4a‑甲基六氢化萘‑2,7(1H，3H)‑二酮(Ⅰ)与烷基格氏试剂或者环烷基格氏试剂反应得到中间体(Ⅱ)；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得到树脂单体(Ⅲ)。本发明提供的树脂单体与其它树脂单体聚合形成的聚合树脂具有更好的耐刻蚀性能，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。

技术领域

本发明涉及光刻胶树脂领域，特别涉及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。

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。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种由甲基六氢化萘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：

本发明提供一种新的树脂单体，其结构式如下所示：

其中R₁为饱和烷烃或者环烷烃，R₂为氢或者甲基。

优选的，所述树脂单体的具体结构包括：

此外，本发明还提供一种树脂单体的合成方法，该树脂单体的合成方法的反应路线为：

该树脂单体的具体合成步骤为：

第一步格氏反应，在惰性气体保护下，(4as，8ar)-4a-甲基六氢化萘-2,7(1H，3H)-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)。

作为本发明的一种优选技术方案，所述格氏反应的温度为0-30摄氏度；所述格氏反应的溶剂为无水乙醚。

作为本发明的一种优选技术方案，所述酯化反应的反应温度0-70摄氏度，酯化反应的溶剂选自四氢呋喃、甲苯或者氯仿。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：